GNU Linux-libre 5.19.9-gnu
[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 <linux/highmem.h>
10 #include <linux/hrtimer_api.h>
11 #include <linux/ktime_api.h>
12 #include <linux/sched/signal.h>
13 #include <linux/syscalls_api.h>
14 #include <linux/debug_locks.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/capability.h>
17 #include <linux/pgtable_api.h>
18 #include <linux/wait_bit.h>
19 #include <linux/jiffies.h>
20 #include <linux/spinlock_api.h>
21 #include <linux/cpumask_api.h>
22 #include <linux/lockdep_api.h>
23 #include <linux/hardirq.h>
24 #include <linux/softirq.h>
25 #include <linux/refcount_api.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/sched/clock.h>
28 #include <linux/sched/cond_resched.h>
29 #include <linux/sched/cputime.h>
30 #include <linux/sched/debug.h>
31 #include <linux/sched/hotplug.h>
32 #include <linux/sched/init.h>
33 #include <linux/sched/isolation.h>
34 #include <linux/sched/loadavg.h>
35 #include <linux/sched/mm.h>
36 #include <linux/sched/nohz.h>
37 #include <linux/sched/rseq_api.h>
38 #include <linux/sched/rt.h>
39
40 #include <linux/blkdev.h>
41 #include <linux/context_tracking.h>
42 #include <linux/cpuset.h>
43 #include <linux/delayacct.h>
44 #include <linux/init_task.h>
45 #include <linux/interrupt.h>
46 #include <linux/ioprio.h>
47 #include <linux/kallsyms.h>
48 #include <linux/kcov.h>
49 #include <linux/kprobes.h>
50 #include <linux/llist_api.h>
51 #include <linux/mmu_context.h>
52 #include <linux/mmzone.h>
53 #include <linux/mutex_api.h>
54 #include <linux/nmi.h>
55 #include <linux/nospec.h>
56 #include <linux/perf_event_api.h>
57 #include <linux/profile.h>
58 #include <linux/psi.h>
59 #include <linux/rcuwait_api.h>
60 #include <linux/sched/wake_q.h>
61 #include <linux/scs.h>
62 #include <linux/slab.h>
63 #include <linux/syscalls.h>
64 #include <linux/vtime.h>
65 #include <linux/wait_api.h>
66 #include <linux/workqueue_api.h>
67
68 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
69 # ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
70 #  include <linux/entry-common.h>
71 # endif
72 #endif
73
74 #include <uapi/linux/sched/types.h>
75
76 #include <asm/switch_to.h>
77 #include <asm/tlb.h>
78
79 #define CREATE_TRACE_POINTS
80 #include <linux/sched/rseq_api.h>
81 #include <trace/events/sched.h>
82 #undef CREATE_TRACE_POINTS
83
84 #include "sched.h"
85 #include "stats.h"
86 #include "autogroup.h"
87
88 #include "autogroup.h"
89 #include "pelt.h"
90 #include "smp.h"
91 #include "stats.h"
92
93 #include "../workqueue_internal.h"
94 #include "../../io_uring/io-wq.h"
95 #include "../smpboot.h"
96
97 /*
98  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
99  * associated with them) to allow external modules to probe them.
100  */
101 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
102 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
103 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
104 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
105 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
106 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_thermal_tp);
107 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
108 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
109 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
110 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
111 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
112
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
114
115 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
116 /*
117  * Debugging: various feature bits
118  *
119  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
120  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
121  * at compile time and compiler optimization based on features default.
122  */
123 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
124         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
125 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
126 #include "features.h"
127         0;
128 #undef SCHED_FEAT
129
130 /*
131  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
132  * LATENCY_WARN is enabled).
133  *
134  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
135  * per boot.
136  */
137 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
138 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
139 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
140
141 /*
142  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
143  * Limited because this is done with IRQs disabled.
144  */
145 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
146 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 8;
147 #else
148 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
149 #endif
150
151 __read_mostly int scheduler_running;
152
153 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
154
155 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
156
157 /* kernel prio, less is more */
158 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
159 {
160         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
161                 return -2;
162
163         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
164                 return p->prio; /* [-1, 99] */
165
166         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
167                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
168
169         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
170 }
171
172 /*
173  * l(a,b)
174  * le(a,b) := !l(b,a)
175  * g(a,b)  := l(b,a)
176  * ge(a,b) := !l(a,b)
177  */
178
179 /* real prio, less is less */
180 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
181 {
182
183         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
184
185         if (-pa < -pb)
186                 return true;
187
188         if (-pb < -pa)
189                 return false;
190
191         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
192                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
193
194         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
195                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
196
197         return false;
198 }
199
200 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
201 {
202         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
203                 return true;
204
205         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
206                 return false;
207
208         /* flip prio, so high prio is leftmost */
209         if (prio_less(b, a, !!task_rq(a)->core->core_forceidle_count))
210                 return true;
211
212         return false;
213 }
214
215 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
216
217 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
218 {
219         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
220 }
221
222 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
223 {
224         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
225         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
226
227         if (cookie < p->core_cookie)
228                 return -1;
229
230         if (cookie > p->core_cookie)
231                 return 1;
232
233         return 0;
234 }
235
236 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
237 {
238         rq->core->core_task_seq++;
239
240         if (!p->core_cookie)
241                 return;
242
243         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
244 }
245
246 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
247 {
248         rq->core->core_task_seq++;
249
250         if (sched_core_enqueued(p)) {
251                 rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
252                 RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
253         }
254
255         /*
256          * Migrating the last task off the cpu, with the cpu in forced idle
257          * state. Reschedule to create an accounting edge for forced idle,
258          * and re-examine whether the core is still in forced idle state.
259          */
260         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE) && rq->nr_running == 1 &&
261             rq->core->core_forceidle_count && rq->curr == rq->idle)
262                 resched_curr(rq);
263 }
264
265 /*
266  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
267  */
268 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
269 {
270         struct rb_node *node;
271
272         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
273         /*
274          * The idle task always matches any cookie!
275          */
276         if (!node)
277                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
278
279         return __node_2_sc(node);
280 }
281
282 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
283 {
284         struct rb_node *node = &p->core_node;
285
286         node = rb_next(node);
287         if (!node)
288                 return NULL;
289
290         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
291         if (p->core_cookie != cookie)
292                 return NULL;
293
294         return p;
295 }
296
297 /*
298  * Magic required such that:
299  *
300  *      raw_spin_rq_lock(rq);
301  *      ...
302  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
303  *
304  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
305  * always agree on what rq has what lock.
306  *
307  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
308  */
309
310 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
311 static atomic_t sched_core_count;
312 static struct cpumask sched_core_mask;
313
314 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
315 {
316         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
317         int t, i = 0;
318
319         local_irq_save(*flags);
320         for_each_cpu(t, smt_mask)
321                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
322 }
323
324 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
325 {
326         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
327         int t;
328
329         for_each_cpu(t, smt_mask)
330                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
331         local_irq_restore(*flags);
332 }
333
334 static void __sched_core_flip(bool enabled)
335 {
336         unsigned long flags;
337         int cpu, t;
338
339         cpus_read_lock();
340
341         /*
342          * Toggle the online cores, one by one.
343          */
344         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
345         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
346                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
347
348                 sched_core_lock(cpu, &flags);
349
350                 for_each_cpu(t, smt_mask)
351                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
352
353                 cpu_rq(cpu)->core->core_forceidle_start = 0;
354
355                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
356
357                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
358         }
359
360         /*
361          * Toggle the offline CPUs.
362          */
363         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
364         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
365
366         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
367                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
368
369         cpus_read_unlock();
370 }
371
372 static void sched_core_assert_empty(void)
373 {
374         int cpu;
375
376         for_each_possible_cpu(cpu)
377                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
378 }
379
380 static void __sched_core_enable(void)
381 {
382         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
383         /*
384          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
385          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
386          */
387         synchronize_rcu();
388         __sched_core_flip(true);
389         sched_core_assert_empty();
390 }
391
392 static void __sched_core_disable(void)
393 {
394         sched_core_assert_empty();
395         __sched_core_flip(false);
396         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
397 }
398
399 void sched_core_get(void)
400 {
401         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
402                 return;
403
404         mutex_lock(&sched_core_mutex);
405         if (!atomic_read(&sched_core_count))
406                 __sched_core_enable();
407
408         smp_mb__before_atomic();
409         atomic_inc(&sched_core_count);
410         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
411 }
412
413 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
414 {
415         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
416                 __sched_core_disable();
417                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
418         }
419 }
420
421 void sched_core_put(void)
422 {
423         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
424
425         /*
426          * "There can be only one"
427          *
428          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
429          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
430          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
431          */
432         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
433                 schedule_work(&_work);
434 }
435
436 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
437
438 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
439 static inline void
440 sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags) { }
441
442 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
443
444 /*
445  * Serialization rules:
446  *
447  * Lock order:
448  *
449  *   p->pi_lock
450  *     rq->lock
451  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
452  *
453  *  rq1->lock
454  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
455  *
456  * Regular state:
457  *
458  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
459  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
460  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
461  * to run next.
462  *
463  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
464  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
465  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
466  * ttwu_queue_wakelist() ]
467  *
468  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
469  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
470  *
471  * Special state:
472  *
473  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
474  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
475  * stable while holding either lock:
476  *
477  *  - sched_setaffinity()/
478  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
479  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
480  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
481  *                              p->se.load, p->rt_priority,
482  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
483  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
484  *  - sched_move_task()/
485  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
486  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
487  *
488  * p->state <- TASK_*:
489  *
490  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
491  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
492  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
493  *   concurrent self.
494  *
495  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
496  *
497  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
498  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
499  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
500  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
501  *
502  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
503  *
504  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
505  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
506  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
507  *
508  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
509  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
510  *
511  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
512  *
513  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
514  *
515  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
516  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
517  *
518  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
519  *
520  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
521  *
522  *  - for migration called under rq->lock:
523  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
524  *
525  *    o move_queued_task()
526  *    o detach_task()
527  *
528  *  - for migration called under double_rq_lock():
529  *
530  *    o __migrate_swap_task()
531  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
532  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
533  *    o dl_task_offline_migration()
534  *
535  */
536
537 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
538 {
539         raw_spinlock_t *lock;
540
541         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
542         preempt_disable();
543         if (sched_core_disabled()) {
544                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
545                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
546                 preempt_enable_no_resched();
547                 return;
548         }
549
550         for (;;) {
551                 lock = __rq_lockp(rq);
552                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
553                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
554                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
555                         preempt_enable_no_resched();
556                         return;
557                 }
558                 raw_spin_unlock(lock);
559         }
560 }
561
562 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
563 {
564         raw_spinlock_t *lock;
565         bool ret;
566
567         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
568         preempt_disable();
569         if (sched_core_disabled()) {
570                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
571                 preempt_enable();
572                 return ret;
573         }
574
575         for (;;) {
576                 lock = __rq_lockp(rq);
577                 ret = raw_spin_trylock(lock);
578                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
579                         preempt_enable();
580                         return ret;
581                 }
582                 raw_spin_unlock(lock);
583         }
584 }
585
586 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
587 {
588         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
589 }
590
591 #ifdef CONFIG_SMP
592 /*
593  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
594  */
595 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
596 {
597         lockdep_assert_irqs_disabled();
598
599         if (rq_order_less(rq2, rq1))
600                 swap(rq1, rq2);
601
602         raw_spin_rq_lock(rq1);
603         if (__rq_lockp(rq1) != __rq_lockp(rq2))
604                 raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
605
606         double_rq_clock_clear_update(rq1, rq2);
607 }
608 #endif
609
610 /*
611  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
612  */
613 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
614         __acquires(rq->lock)
615 {
616         struct rq *rq;
617
618         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
619
620         for (;;) {
621                 rq = task_rq(p);
622                 raw_spin_rq_lock(rq);
623                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
624                         rq_pin_lock(rq, rf);
625                         return rq;
626                 }
627                 raw_spin_rq_unlock(rq);
628
629                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
630                         cpu_relax();
631         }
632 }
633
634 /*
635  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
636  */
637 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
638         __acquires(p->pi_lock)
639         __acquires(rq->lock)
640 {
641         struct rq *rq;
642
643         for (;;) {
644                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
645                 rq = task_rq(p);
646                 raw_spin_rq_lock(rq);
647                 /*
648                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
649                  *
650                  *      ACQUIRE (rq->lock)
651                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
652                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
653                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
654                  *                                      [L] ->on_rq
655                  *      RELEASE (rq->lock)
656                  *
657                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
658                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
659                  *
660                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
661                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
662                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
663                  */
664                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
665                         rq_pin_lock(rq, rf);
666                         return rq;
667                 }
668                 raw_spin_rq_unlock(rq);
669                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
670
671                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
672                         cpu_relax();
673         }
674 }
675
676 /*
677  * RQ-clock updating methods:
678  */
679
680 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
681 {
682 /*
683  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
684  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
685  */
686         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
687
688 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
689         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
690
691         /*
692          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
693          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
694          * {soft,}irq region.
695          *
696          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
697          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
698          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
699          * monotonic.
700          *
701          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
702          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
703          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
704          * atomic ops.
705          */
706         if (irq_delta > delta)
707                 irq_delta = delta;
708
709         rq->prev_irq_time += irq_delta;
710         delta -= irq_delta;
711 #endif
712 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
713         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
714                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
715                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
716
717                 if (unlikely(steal > delta))
718                         steal = delta;
719
720                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
721                 delta -= steal;
722         }
723 #endif
724
725         rq->clock_task += delta;
726
727 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
728         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
729                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
730 #endif
731         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
732 }
733
734 void update_rq_clock(struct rq *rq)
735 {
736         s64 delta;
737
738         lockdep_assert_rq_held(rq);
739
740         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
741                 return;
742
743 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
744         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
745                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
746         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
747 #endif
748
749         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
750         if (delta < 0)
751                 return;
752         rq->clock += delta;
753         update_rq_clock_task(rq, delta);
754 }
755
756 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
757 /*
758  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
759  */
760
761 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
762 {
763         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
764                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
765 }
766
767 /*
768  * High-resolution timer tick.
769  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
770  */
771 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
772 {
773         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
774         struct rq_flags rf;
775
776         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
777
778         rq_lock(rq, &rf);
779         update_rq_clock(rq);
780         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
781         rq_unlock(rq, &rf);
782
783         return HRTIMER_NORESTART;
784 }
785
786 #ifdef CONFIG_SMP
787
788 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
789 {
790         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
791         ktime_t time = rq->hrtick_time;
792
793         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
794 }
795
796 /*
797  * called from hardirq (IPI) context
798  */
799 static void __hrtick_start(void *arg)
800 {
801         struct rq *rq = arg;
802         struct rq_flags rf;
803
804         rq_lock(rq, &rf);
805         __hrtick_restart(rq);
806         rq_unlock(rq, &rf);
807 }
808
809 /*
810  * Called to set the hrtick timer state.
811  *
812  * called with rq->lock held and irqs disabled
813  */
814 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
815 {
816         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
817         s64 delta;
818
819         /*
820          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
821          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
822          */
823         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
824         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
825
826         if (rq == this_rq())
827                 __hrtick_restart(rq);
828         else
829                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
830 }
831
832 #else
833 /*
834  * Called to set the hrtick timer state.
835  *
836  * called with rq->lock held and irqs disabled
837  */
838 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
839 {
840         /*
841          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
842          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
843          */
844         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
845         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
846                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
847 }
848
849 #endif /* CONFIG_SMP */
850
851 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
852 {
853 #ifdef CONFIG_SMP
854         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
855 #endif
856         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
857         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
858 }
859 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
860 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
861 {
862 }
863
864 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
865 {
866 }
867 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
868
869 /*
870  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
871  */
872 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
873         ({                                                              \
874                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
875                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
876                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
877                                                                         \
878                 for (;;) {                                              \
879                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
880                         if (_old == _val)                               \
881                                 break;                                  \
882                         _val = _old;                                    \
883                 }                                                       \
884         _old;                                                           \
885 })
886
887 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
888 /*
889  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
890  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
891  * spurious IPIs.
892  */
893 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
894 {
895         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
896         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
897 }
898
899 /*
900  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
901  *
902  * If this returns true, then the idle task promises to call
903  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
904  */
905 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
906 {
907         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
908         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
909
910         for (;;) {
911                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
912                         return false;
913                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
914                         return true;
915                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
916                 if (old == val)
917                         break;
918                 val = old;
919         }
920         return true;
921 }
922
923 #else
924 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
925 {
926         set_tsk_need_resched(p);
927         return true;
928 }
929
930 #ifdef CONFIG_SMP
931 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
932 {
933         return false;
934 }
935 #endif
936 #endif
937
938 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
939 {
940         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
941
942         /*
943          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
944          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
945          * wakeup due to that.
946          *
947          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
948          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
949          */
950         smp_mb__before_atomic();
951         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
952                 return false;
953
954         /*
955          * The head is context local, there can be no concurrency.
956          */
957         *head->lastp = node;
958         head->lastp = &node->next;
959         return true;
960 }
961
962 /**
963  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
964  * @head: the wake_q_head to add @task to
965  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
966  *
967  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
968  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
969  * instantly.
970  *
971  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
972  * must be ready to be woken at this location.
973  */
974 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
975 {
976         if (__wake_q_add(head, task))
977                 get_task_struct(task);
978 }
979
980 /**
981  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
982  * @head: the wake_q_head to add @task to
983  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
984  *
985  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
986  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
987  * instantly.
988  *
989  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
990  * must be ready to be woken at this location.
991  *
992  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
993  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
994  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
995  * queued for wakeup.
996  */
997 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
998 {
999         if (!__wake_q_add(head, task))
1000                 put_task_struct(task);
1001 }
1002
1003 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
1004 {
1005         struct wake_q_node *node = head->first;
1006
1007         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
1008                 struct task_struct *task;
1009
1010                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
1011                 /* Task can safely be re-inserted now: */
1012                 node = node->next;
1013                 task->wake_q.next = NULL;
1014
1015                 /*
1016                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
1017                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
1018                  */
1019                 wake_up_process(task);
1020                 put_task_struct(task);
1021         }
1022 }
1023
1024 /*
1025  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
1026  *
1027  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1028  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1029  * the target CPU.
1030  */
1031 void resched_curr(struct rq *rq)
1032 {
1033         struct task_struct *curr = rq->curr;
1034         int cpu;
1035
1036         lockdep_assert_rq_held(rq);
1037
1038         if (test_tsk_need_resched(curr))
1039                 return;
1040
1041         cpu = cpu_of(rq);
1042
1043         if (cpu == smp_processor_id()) {
1044                 set_tsk_need_resched(curr);
1045                 set_preempt_need_resched();
1046                 return;
1047         }
1048
1049         if (set_nr_and_not_polling(curr))
1050                 smp_send_reschedule(cpu);
1051         else
1052                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1053 }
1054
1055 void resched_cpu(int cpu)
1056 {
1057         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1058         unsigned long flags;
1059
1060         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
1061         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
1062                 resched_curr(rq);
1063         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
1064 }
1065
1066 #ifdef CONFIG_SMP
1067 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1068 /*
1069  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1070  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1071  *
1072  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1073  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1074  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1075  */
1076 int get_nohz_timer_target(void)
1077 {
1078         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1079         struct sched_domain *sd;
1080         const struct cpumask *hk_mask;
1081
1082         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TIMER)) {
1083                 if (!idle_cpu(cpu))
1084                         return cpu;
1085                 default_cpu = cpu;
1086         }
1087
1088         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_TIMER);
1089
1090         rcu_read_lock();
1091         for_each_domain(cpu, sd) {
1092                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1093                         if (cpu == i)
1094                                 continue;
1095
1096                         if (!idle_cpu(i)) {
1097                                 cpu = i;
1098                                 goto unlock;
1099                         }
1100                 }
1101         }
1102
1103         if (default_cpu == -1)
1104                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_TYPE_TIMER);
1105         cpu = default_cpu;
1106 unlock:
1107         rcu_read_unlock();
1108         return cpu;
1109 }
1110
1111 /*
1112  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1113  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1114  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1115  * idle system the next event might even be infinite time into the
1116  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1117  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1118  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1119  * wheel for the next timer event.
1120  */
1121 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1122 {
1123         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1124
1125         if (cpu == smp_processor_id())
1126                 return;
1127
1128         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1129                 smp_send_reschedule(cpu);
1130         else
1131                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1132 }
1133
1134 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1135 {
1136         /*
1137          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1138          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1139          * If needed we can still optimize that later with an
1140          * empty IRQ.
1141          */
1142         if (cpu_is_offline(cpu))
1143                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1144         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1145                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1146                     tick_nohz_tick_stopped())
1147                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1148                 return true;
1149         }
1150
1151         return false;
1152 }
1153
1154 /*
1155  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1156  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1157  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1158  */
1159 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1160 {
1161         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1162                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1163 }
1164
1165 static void nohz_csd_func(void *info)
1166 {
1167         struct rq *rq = info;
1168         int cpu = cpu_of(rq);
1169         unsigned int flags;
1170
1171         /*
1172          * Release the rq::nohz_csd.
1173          */
1174         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1175         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1176
1177         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1178         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1179                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1180                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1181         }
1182 }
1183
1184 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1185
1186 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1187 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1188 {
1189         int fifo_nr_running;
1190
1191         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1192         if (rq->dl.dl_nr_running)
1193                 return false;
1194
1195         /*
1196          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1197          * actual RR behaviour.
1198          */
1199         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1200                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1201                         return true;
1202                 else
1203                         return false;
1204         }
1205
1206         /*
1207          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1208          * forced preemption between FIFO tasks.
1209          */
1210         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1211         if (fifo_nr_running)
1212                 return true;
1213
1214         /*
1215          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1216          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1217          * preemption.
1218          */
1219         if (rq->nr_running > 1)
1220                 return false;
1221
1222         return true;
1223 }
1224 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1225 #endif /* CONFIG_SMP */
1226
1227 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1228                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1229 /*
1230  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1231  * node and @up when leaving it for the final time.
1232  *
1233  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1234  */
1235 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1236                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1237 {
1238         struct task_group *parent, *child;
1239         int ret;
1240
1241         parent = from;
1242
1243 down:
1244         ret = (*down)(parent, data);
1245         if (ret)
1246                 goto out;
1247         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1248                 parent = child;
1249                 goto down;
1250
1251 up:
1252                 continue;
1253         }
1254         ret = (*up)(parent, data);
1255         if (ret || parent == from)
1256                 goto out;
1257
1258         child = parent;
1259         parent = parent->parent;
1260         if (parent)
1261                 goto up;
1262 out:
1263         return ret;
1264 }
1265
1266 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1267 {
1268         return 0;
1269 }
1270 #endif
1271
1272 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1273 {
1274         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1275         struct load_weight *load = &p->se.load;
1276
1277         /*
1278          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1279          */
1280         if (task_has_idle_policy(p)) {
1281                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1282                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1283                 return;
1284         }
1285
1286         /*
1287          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1288          * weight
1289          */
1290         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1291                 reweight_task(p, prio);
1292         } else {
1293                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1294                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1295         }
1296 }
1297
1298 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1299 /*
1300  * Serializes updates of utilization clamp values
1301  *
1302  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1303  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1304  * support enqueue/dequeue operations.
1305  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1306  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1307  * updates or API abuses.
1308  */
1309 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1310
1311 /* Max allowed minimum utilization */
1312 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1313
1314 /* Max allowed maximum utilization */
1315 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1316
1317 /*
1318  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1319  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1320  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1321  *
1322  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1323  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1324  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1325  * battery life.
1326  *
1327  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1328  *
1329  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1330  * above.
1331  */
1332 static unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1333
1334 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1335 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1336
1337 /*
1338  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1339  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1340  * enqueue/dequeue_task().
1341  *
1342  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1343  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1344  *
1345  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1346  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1347  * functionality.
1348  *
1349  * The knobs that would enable this static key are:
1350  *
1351  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1352  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1353  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1354  */
1355 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1356
1357 /* Integer rounded range for each bucket */
1358 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1359
1360 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1361         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1362
1363 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1364 {
1365         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1366 }
1367
1368 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1369 {
1370         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1371                 return 0;
1372         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1373 }
1374
1375 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1376                                  unsigned int value, bool user_defined)
1377 {
1378         uc_se->value = value;
1379         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1380         uc_se->user_defined = user_defined;
1381 }
1382
1383 static inline unsigned int
1384 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1385                   unsigned int clamp_value)
1386 {
1387         /*
1388          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1389          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1390          * max-clamp.
1391          */
1392         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1393                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1394                 return clamp_value;
1395         }
1396
1397         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1398 }
1399
1400 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1401                                      unsigned int clamp_value)
1402 {
1403         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1404         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1405                 return;
1406
1407         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1408 }
1409
1410 static inline
1411 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1412                                    unsigned int clamp_value)
1413 {
1414         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1415         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1416
1417         /*
1418          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1419          * top most bucket with tasks in.
1420          */
1421         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1422                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1423                         continue;
1424                 return bucket[bucket_id].value;
1425         }
1426
1427         /* No tasks -- default clamp values */
1428         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1429 }
1430
1431 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1432 {
1433         unsigned int default_util_min;
1434         struct uclamp_se *uc_se;
1435
1436         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1437
1438         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1439
1440         /* Only sync if user didn't override the default */
1441         if (uc_se->user_defined)
1442                 return;
1443
1444         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1445         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1446 }
1447
1448 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1449 {
1450         struct rq_flags rf;
1451         struct rq *rq;
1452
1453         if (!rt_task(p))
1454                 return;
1455
1456         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1457         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1458         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1459         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1460 }
1461
1462 static inline struct uclamp_se
1463 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1464 {
1465         /* Copy by value as we could modify it */
1466         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1467 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1468         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1469
1470         /*
1471          * Tasks in autogroups or root task group will be
1472          * restricted by system defaults.
1473          */
1474         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1475                 return uc_req;
1476         if (task_group(p) == &root_task_group)
1477                 return uc_req;
1478
1479         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1480         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1481         value = uc_req.value;
1482         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1483         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1484 #endif
1485
1486         return uc_req;
1487 }
1488
1489 /*
1490  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1491  * priority:
1492  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1493  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1494  *   group or in an autogroup
1495  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1496  */
1497 static inline struct uclamp_se
1498 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1499 {
1500         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1501         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1502
1503         /* System default restrictions always apply */
1504         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1505                 return uc_max;
1506
1507         return uc_req;
1508 }
1509
1510 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1511 {
1512         struct uclamp_se uc_eff;
1513
1514         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1515         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1516                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1517
1518         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1519
1520         return (unsigned long)uc_eff.value;
1521 }
1522
1523 /*
1524  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1525  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1526  * updates the rq's clamp value if required.
1527  *
1528  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1529  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1530  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1531  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1532  */
1533 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1534                                     enum uclamp_id clamp_id)
1535 {
1536         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1537         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1538         struct uclamp_bucket *bucket;
1539
1540         lockdep_assert_rq_held(rq);
1541
1542         /* Update task effective clamp */
1543         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1544
1545         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1546         bucket->tasks++;
1547         uc_se->active = true;
1548
1549         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1550
1551         /*
1552          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1553          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1554          */
1555         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1556                 bucket->value = uc_se->value;
1557
1558         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1559                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1560 }
1561
1562 /*
1563  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1564  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1565  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1566  *
1567  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1568  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1569  * enforce the expected state and warn.
1570  */
1571 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1572                                     enum uclamp_id clamp_id)
1573 {
1574         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1575         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1576         struct uclamp_bucket *bucket;
1577         unsigned int bkt_clamp;
1578         unsigned int rq_clamp;
1579
1580         lockdep_assert_rq_held(rq);
1581
1582         /*
1583          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1584          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1585          *
1586          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1587          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1588          * here.
1589          *
1590          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1591          * problem too
1592          *
1593          *      enqueue(taskA)
1594          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1595          *      enqueue(taskB)
1596          *      dequeue(taskA)
1597          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1598          *      dequeue(taskB)
1599          *
1600          * where we could end up with stale data in uc_se and
1601          * bucket[uc_se->bucket_id].
1602          *
1603          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1604          */
1605         if (unlikely(!uc_se->active))
1606                 return;
1607
1608         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1609
1610         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1611         if (likely(bucket->tasks))
1612                 bucket->tasks--;
1613
1614         uc_se->active = false;
1615
1616         /*
1617          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1618          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1619          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1620          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1621          */
1622         if (likely(bucket->tasks))
1623                 return;
1624
1625         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1626         /*
1627          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1628          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1629          */
1630         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1631         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1632                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1633                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1634         }
1635 }
1636
1637 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1638 {
1639         enum uclamp_id clamp_id;
1640
1641         /*
1642          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1643          *
1644          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1645          * sched_uclamp_used is disabled.
1646          */
1647         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1648                 return;
1649
1650         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1651                 return;
1652
1653         for_each_clamp_id(clamp_id)
1654                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1655
1656         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1657         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1658                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1659 }
1660
1661 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1662 {
1663         enum uclamp_id clamp_id;
1664
1665         /*
1666          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1667          *
1668          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1669          * sched_uclamp_used is disabled.
1670          */
1671         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1672                 return;
1673
1674         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1675                 return;
1676
1677         for_each_clamp_id(clamp_id)
1678                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1679 }
1680
1681 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1682                                       enum uclamp_id clamp_id)
1683 {
1684         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1685                 return;
1686
1687         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1688         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1689
1690         /*
1691          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1692          * active tasks on rq.
1693          */
1694         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1695                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1696 }
1697
1698 static inline void
1699 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1700 {
1701         enum uclamp_id clamp_id;
1702         struct rq_flags rf;
1703         struct rq *rq;
1704
1705         /*
1706          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1707          *
1708          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1709          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1710          * enqueues, dequeues and migration operations.
1711          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1712          */
1713         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1714
1715         /*
1716          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1717          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1718          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1719          * it will already see the updated clamp bucket value.
1720          */
1721         for_each_clamp_id(clamp_id)
1722                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1723
1724         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1725 }
1726
1727 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1728 static inline void
1729 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1730 {
1731         struct css_task_iter it;
1732         struct task_struct *p;
1733
1734         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1735         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1736                 uclamp_update_active(p);
1737         css_task_iter_end(&it);
1738 }
1739
1740 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1741 #endif
1742
1743 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1744 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1745 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1746 static void uclamp_update_root_tg(void)
1747 {
1748         struct task_group *tg = &root_task_group;
1749
1750         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1751                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1752         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1753                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1754
1755         rcu_read_lock();
1756         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1757         rcu_read_unlock();
1758 }
1759 #else
1760 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1761 #endif
1762
1763 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1764 {
1765         struct task_struct *g, *p;
1766
1767         /*
1768          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1769          *                                        uclamp_min_rt = X;
1770          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1771          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1772          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1773          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1774          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1775          *
1776          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1777          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1778          * task.
1779          */
1780         read_lock(&tasklist_lock);
1781         smp_mb__after_spinlock();
1782         read_unlock(&tasklist_lock);
1783
1784         rcu_read_lock();
1785         for_each_process_thread(g, p)
1786                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1787         rcu_read_unlock();
1788 }
1789
1790 static int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1791                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1792 {
1793         bool update_root_tg = false;
1794         int old_min, old_max, old_min_rt;
1795         int result;
1796
1797         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1798         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1799         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1800         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1801
1802         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1803         if (result)
1804                 goto undo;
1805         if (!write)
1806                 goto done;
1807
1808         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1809             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1810             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1811
1812                 result = -EINVAL;
1813                 goto undo;
1814         }
1815
1816         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1817                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1818                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1819                 update_root_tg = true;
1820         }
1821         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1822                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1823                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1824                 update_root_tg = true;
1825         }
1826
1827         if (update_root_tg) {
1828                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1829                 uclamp_update_root_tg();
1830         }
1831
1832         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1833                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1834                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1835         }
1836
1837         /*
1838          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1839          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1840          * task enqueue time.
1841          */
1842
1843         goto done;
1844
1845 undo:
1846         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1847         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1848         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1849 done:
1850         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1851
1852         return result;
1853 }
1854 #endif
1855 #endif
1856
1857 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1858                            const struct sched_attr *attr)
1859 {
1860         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1861         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1862
1863         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1864                 util_min = attr->sched_util_min;
1865
1866                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1867                         return -EINVAL;
1868         }
1869
1870         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1871                 util_max = attr->sched_util_max;
1872
1873                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1874                         return -EINVAL;
1875         }
1876
1877         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1878                 return -EINVAL;
1879
1880         /*
1881          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1882          *
1883          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1884          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1885          * scheduler locks.
1886          */
1887         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1888
1889         return 0;
1890 }
1891
1892 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1893                          enum uclamp_id clamp_id,
1894                          struct uclamp_se *uc_se)
1895 {
1896         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1897         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1898             !uc_se->user_defined)
1899                 return true;
1900
1901         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1902         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1903             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1904             attr->sched_util_min == -1) {
1905                 return true;
1906         }
1907
1908         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1909             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1910             attr->sched_util_max == -1) {
1911                 return true;
1912         }
1913
1914         return false;
1915 }
1916
1917 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1918                                   const struct sched_attr *attr)
1919 {
1920         enum uclamp_id clamp_id;
1921
1922         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1923                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1924                 unsigned int value;
1925
1926                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1927                         continue;
1928
1929                 /*
1930                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1931                  * at runtime.
1932                  */
1933                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1934                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1935                 else
1936                         value = uclamp_none(clamp_id);
1937
1938                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1939
1940         }
1941
1942         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1943                 return;
1944
1945         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1946             attr->sched_util_min != -1) {
1947                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1948                               attr->sched_util_min, true);
1949         }
1950
1951         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1952             attr->sched_util_max != -1) {
1953                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1954                               attr->sched_util_max, true);
1955         }
1956 }
1957
1958 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1959 {
1960         enum uclamp_id clamp_id;
1961
1962         /*
1963          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1964          * as the task is still at its early fork stages.
1965          */
1966         for_each_clamp_id(clamp_id)
1967                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1968
1969         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1970                 return;
1971
1972         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1973                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1974                               uclamp_none(clamp_id), false);
1975         }
1976 }
1977
1978 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1979 {
1980         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1981 }
1982
1983 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1984 {
1985         enum uclamp_id clamp_id;
1986         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1987
1988         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1989                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1990                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1991                 };
1992         }
1993
1994         rq->uclamp_flags = UCLAMP_FLAG_IDLE;
1995 }
1996
1997 static void __init init_uclamp(void)
1998 {
1999         struct uclamp_se uc_max = {};
2000         enum uclamp_id clamp_id;
2001         int cpu;
2002
2003         for_each_possible_cpu(cpu)
2004                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
2005
2006         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2007                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
2008                               uclamp_none(clamp_id), false);
2009         }
2010
2011         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
2012         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
2013         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2014                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
2015 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
2016                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
2017                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
2018 #endif
2019         }
2020 }
2021
2022 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2023 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2024 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2025 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
2026                                   const struct sched_attr *attr)
2027 {
2028         return -EOPNOTSUPP;
2029 }
2030 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
2031                                   const struct sched_attr *attr) { }
2032 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
2033 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
2034 static inline void init_uclamp(void) { }
2035 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2036
2037 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
2038 {
2039         return task_on_rq_queued(p);
2040 }
2041
2042 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
2043 {
2044         unsigned long ip = 0;
2045         unsigned int state;
2046
2047         if (!p || p == current)
2048                 return 0;
2049
2050         /* Only get wchan if task is blocked and we can keep it that way. */
2051         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2052         state = READ_ONCE(p->__state);
2053         smp_rmb(); /* see try_to_wake_up() */
2054         if (state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq)
2055                 ip = __get_wchan(p);
2056         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2057
2058         return ip;
2059 }
2060
2061 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2062 {
2063         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
2064                 update_rq_clock(rq);
2065
2066         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
2067                 sched_info_enqueue(rq, p);
2068                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2069         }
2070
2071         uclamp_rq_inc(rq, p);
2072         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
2073
2074         if (sched_core_enabled(rq))
2075                 sched_core_enqueue(rq, p);
2076 }
2077
2078 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2079 {
2080         if (sched_core_enabled(rq))
2081                 sched_core_dequeue(rq, p, flags);
2082
2083         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
2084                 update_rq_clock(rq);
2085
2086         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
2087                 sched_info_dequeue(rq, p);
2088                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2089         }
2090
2091         uclamp_rq_dec(rq, p);
2092         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
2093 }
2094
2095 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2096 {
2097         enqueue_task(rq, p, flags);
2098
2099         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2100 }
2101
2102 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2103 {
2104         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2105
2106         dequeue_task(rq, p, flags);
2107 }
2108
2109 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2110 {
2111         int prio;
2112
2113         if (dl_policy(policy))
2114                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2115         else if (rt_policy(policy))
2116                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2117         else
2118                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2119
2120         return prio;
2121 }
2122
2123 /*
2124  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2125  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2126  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2127  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2128  * estimator recalculates.
2129  */
2130 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2131 {
2132         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2133 }
2134
2135 /*
2136  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2137  * taken into account by the scheduler. This value might
2138  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2139  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2140  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2141  */
2142 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2143 {
2144         p->normal_prio = normal_prio(p);
2145         /*
2146          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2147          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2148          * to the normal priority:
2149          */
2150         if (!rt_prio(p->prio))
2151                 return p->normal_prio;
2152         return p->prio;
2153 }
2154
2155 /**
2156  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2157  * @p: the task in question.
2158  *
2159  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2160  */
2161 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2162 {
2163         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2164 }
2165
2166 /*
2167  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2168  * use the balance_callback list if you want balancing.
2169  *
2170  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2171  * balance_callback().
2172  */
2173 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2174                                        const struct sched_class *prev_class,
2175                                        int oldprio)
2176 {
2177         if (prev_class != p->sched_class) {
2178                 if (prev_class->switched_from)
2179                         prev_class->switched_from(rq, p);
2180
2181                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2182         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2183                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2184 }
2185
2186 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2187 {
2188         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2189                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2190         else if (sched_class_above(p->sched_class, rq->curr->sched_class))
2191                 resched_curr(rq);
2192
2193         /*
2194          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2195          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2196          */
2197         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2198                 rq_clock_skip_update(rq);
2199 }
2200
2201 #ifdef CONFIG_SMP
2202
2203 static void
2204 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2205
2206 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2207                                   const struct cpumask *new_mask,
2208                                   u32 flags);
2209
2210 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2211 {
2212         if (likely(!p->migration_disabled))
2213                 return;
2214
2215         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2216                 return;
2217
2218         /*
2219          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2220          */
2221         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2222 }
2223
2224 void migrate_disable(void)
2225 {
2226         struct task_struct *p = current;
2227
2228         if (p->migration_disabled) {
2229                 p->migration_disabled++;
2230                 return;
2231         }
2232
2233         preempt_disable();
2234         this_rq()->nr_pinned++;
2235         p->migration_disabled = 1;
2236         preempt_enable();
2237 }
2238 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2239
2240 void migrate_enable(void)
2241 {
2242         struct task_struct *p = current;
2243
2244         if (p->migration_disabled > 1) {
2245                 p->migration_disabled--;
2246                 return;
2247         }
2248
2249         if (WARN_ON_ONCE(!p->migration_disabled))
2250                 return;
2251
2252         /*
2253          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2254          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2255          */
2256         preempt_disable();
2257         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2258                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2259         /*
2260          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2261          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2262          * select_fallback_rq) get confused.
2263          */
2264         barrier();
2265         p->migration_disabled = 0;
2266         this_rq()->nr_pinned--;
2267         preempt_enable();
2268 }
2269 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2270
2271 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2272 {
2273         return rq->nr_pinned;
2274 }
2275
2276 /*
2277  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2278  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2279  */
2280 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2281 {
2282         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2283         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2284                 return false;
2285
2286         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2287         if (is_migration_disabled(p))
2288                 return cpu_online(cpu);
2289
2290         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2291         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2292                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2293
2294         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2295         if (kthread_is_per_cpu(p))
2296                 return cpu_online(cpu);
2297
2298         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2299         if (cpu_dying(cpu))
2300                 return false;
2301
2302         /* But are allowed during online. */
2303         return cpu_online(cpu);
2304 }
2305
2306 /*
2307  * This is how migration works:
2308  *
2309  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2310  *    stop_one_cpu().
2311  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2312  *    off the CPU)
2313  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2314  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2315  *    it and puts it into the right queue.
2316  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2317  *    is done.
2318  */
2319
2320 /*
2321  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2322  *
2323  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2324  */
2325 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2326                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2327 {
2328         lockdep_assert_rq_held(rq);
2329
2330         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2331         set_task_cpu(p, new_cpu);
2332         rq_unlock(rq, rf);
2333
2334         rq = cpu_rq(new_cpu);
2335
2336         rq_lock(rq, rf);
2337         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2338         activate_task(rq, p, 0);
2339         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2340
2341         return rq;
2342 }
2343
2344 struct migration_arg {
2345         struct task_struct              *task;
2346         int                             dest_cpu;
2347         struct set_affinity_pending     *pending;
2348 };
2349
2350 /*
2351  * @refs: number of wait_for_completion()
2352  * @stop_pending: is @stop_work in use
2353  */
2354 struct set_affinity_pending {
2355         refcount_t              refs;
2356         unsigned int            stop_pending;
2357         struct completion       done;
2358         struct cpu_stop_work    stop_work;
2359         struct migration_arg    arg;
2360 };
2361
2362 /*
2363  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2364  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2365  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2366  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2367  *
2368  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2369  * as the task is no longer on this CPU.
2370  */
2371 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2372                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2373 {
2374         /* Affinity changed (again). */
2375         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2376                 return rq;
2377
2378         update_rq_clock(rq);
2379         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2380
2381         return rq;
2382 }
2383
2384 /*
2385  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2386  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2387  * 'pushing' onto another runqueue.
2388  */
2389 static int migration_cpu_stop(void *data)
2390 {
2391         struct migration_arg *arg = data;
2392         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2393         struct task_struct *p = arg->task;
2394         struct rq *rq = this_rq();
2395         bool complete = false;
2396         struct rq_flags rf;
2397
2398         /*
2399          * The original target CPU might have gone down and we might
2400          * be on another CPU but it doesn't matter.
2401          */
2402         local_irq_save(rf.flags);
2403         /*
2404          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2405          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2406          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2407          */
2408         flush_smp_call_function_queue();
2409
2410         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2411         rq_lock(rq, &rf);
2412
2413         /*
2414          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2415          * p->migration_pending must have remained stable.
2416          */
2417         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2418
2419         /*
2420          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2421          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2422          * we're holding p->pi_lock.
2423          */
2424         if (task_rq(p) == rq) {
2425                 if (is_migration_disabled(p))
2426                         goto out;
2427
2428                 if (pending) {
2429                         p->migration_pending = NULL;
2430                         complete = true;
2431
2432                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2433                                 goto out;
2434                 }
2435
2436                 if (task_on_rq_queued(p))
2437                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2438                 else
2439                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2440
2441                 /*
2442                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2443                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2444                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2445                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2446                  */
2447
2448         } else if (pending) {
2449                 /*
2450                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2451                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2452                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2453                  *
2454                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2455                  * more likely.
2456                  */
2457
2458                 /*
2459                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2460                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2461                  * somewhere allowed, we're done.
2462                  */
2463                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2464                         p->migration_pending = NULL;
2465                         complete = true;
2466                         goto out;
2467                 }
2468
2469                 /*
2470                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2471                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2472                  * it.
2473                  */
2474                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2475                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2476                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2477                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2478                 return 0;
2479         }
2480 out:
2481         if (pending)
2482                 pending->stop_pending = false;
2483         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2484
2485         if (complete)
2486                 complete_all(&pending->done);
2487
2488         return 0;
2489 }
2490
2491 int push_cpu_stop(void *arg)
2492 {
2493         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2494         struct task_struct *p = arg;
2495
2496         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2497         raw_spin_rq_lock(rq);
2498
2499         if (task_rq(p) != rq)
2500                 goto out_unlock;
2501
2502         if (is_migration_disabled(p)) {
2503                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2504                 goto out_unlock;
2505         }
2506
2507         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2508
2509         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2510                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2511
2512         if (!lowest_rq)
2513                 goto out_unlock;
2514
2515         // XXX validate p is still the highest prio task
2516         if (task_rq(p) == rq) {
2517                 deactivate_task(rq, p, 0);
2518                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2519                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2520                 resched_curr(lowest_rq);
2521         }
2522
2523         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2524
2525 out_unlock:
2526         rq->push_busy = false;
2527         raw_spin_rq_unlock(rq);
2528         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2529
2530         put_task_struct(p);
2531         return 0;
2532 }
2533
2534 /*
2535  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2536  * actually call this function.
2537  */
2538 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2539 {
2540         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2541                 p->cpus_ptr = new_mask;
2542                 return;
2543         }
2544
2545         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2546         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2547 }
2548
2549 static void
2550 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2551 {
2552         struct rq *rq = task_rq(p);
2553         bool queued, running;
2554
2555         /*
2556          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2557          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2558          * p->pi_lock.
2559          *
2560          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2561          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2562          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2563          * before finish_task().
2564          *
2565          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2566          */
2567         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2568                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2569         else
2570                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2571
2572         queued = task_on_rq_queued(p);
2573         running = task_current(rq, p);
2574
2575         if (queued) {
2576                 /*
2577                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2578                  * holding rq->lock.
2579                  */
2580                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2581                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2582         }
2583         if (running)
2584                 put_prev_task(rq, p);
2585
2586         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2587
2588         if (queued)
2589                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2590         if (running)
2591                 set_next_task(rq, p);
2592 }
2593
2594 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2595 {
2596         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2597 }
2598
2599 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2600                       int node)
2601 {
2602         if (!src->user_cpus_ptr)
2603                 return 0;
2604
2605         dst->user_cpus_ptr = kmalloc_node(cpumask_size(), GFP_KERNEL, node);
2606         if (!dst->user_cpus_ptr)
2607                 return -ENOMEM;
2608
2609         cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2610         return 0;
2611 }
2612
2613 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2614 {
2615         struct cpumask *user_mask = NULL;
2616
2617         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2618
2619         return user_mask;
2620 }
2621
2622 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2623 {
2624         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2625 }
2626
2627 /*
2628  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2629  *
2630  *
2631  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2632  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2633  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2634  *
2635  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2636  * Consider:
2637  *
2638  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2639  *
2640  *     P0@CPU0                  P1
2641  *
2642  *     migrate_disable();
2643  *     <preempted>
2644  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2645  *
2646  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2647  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2648  * This means we need the following scheme:
2649  *
2650  *     P0@CPU0                  P1
2651  *
2652  *     migrate_disable();
2653  *     <preempted>
2654  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2655  *                                <blocks>
2656  *     <resumes>
2657  *     migrate_enable();
2658  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2659  *       <wakes local stopper>
2660  *                         `--> <woken on migration completion>
2661  *
2662  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2663  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2664  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2665  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2666  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2667  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2668  * moment.
2669  *
2670  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2671  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2672  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2673  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2674  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2675  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2676  *
2677  *
2678  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2679  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2680  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2681  * Migrate-Disable. Consider:
2682  *
2683  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2684  *
2685  *     CPU0               P1                            P2
2686  *     <P0>
2687  *       migrate_disable();
2688  *       <preempted>
2689  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2690  *                          <blocks>
2691  *     <migration/0>
2692  *       migration_cpu_stop()
2693  *         is_migration_disabled()
2694  *           <bails>
2695  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2696  *                                                         <signal completion>
2697  *                          <awakes>
2698  *
2699  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2700  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2701  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2702  */
2703 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2704                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2705 {
2706         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2707         bool stop_pending, complete = false;
2708
2709         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2710         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2711                 struct task_struct *push_task = NULL;
2712
2713                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2714                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2715                         rq->push_busy = true;
2716                         push_task = get_task_struct(p);
2717                 }
2718
2719                 /*
2720                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2721                  * then complete now.
2722                  */
2723                 pending = p->migration_pending;
2724                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2725                         p->migration_pending = NULL;
2726                         complete = true;
2727                 }
2728
2729                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2730
2731                 if (push_task) {
2732                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2733                                             p, &rq->push_work);
2734                 }
2735
2736                 if (complete)
2737                         complete_all(&pending->done);
2738
2739                 return 0;
2740         }
2741
2742         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2743                 /* serialized by p->pi_lock */
2744                 if (!p->migration_pending) {
2745                         /* Install the request */
2746                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2747                         init_completion(&my_pending.done);
2748                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2749                                 .task = p,
2750                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2751                                 .pending = &my_pending,
2752                         };
2753
2754                         p->migration_pending = &my_pending;
2755                 } else {
2756                         pending = p->migration_pending;
2757                         refcount_inc(&pending->refs);
2758                         /*
2759                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2760                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2761                          * we risk a completion of the pending despite having a
2762                          * task on a disallowed CPU.
2763                          *
2764                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2765                          */
2766                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2767                 }
2768         }
2769         pending = p->migration_pending;
2770         /*
2771          * - !MIGRATE_ENABLE:
2772          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2773          *
2774          * - MIGRATE_ENABLE:
2775          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2776          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2777          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2778          *   pending completion.
2779          *
2780          * Either way, we really should have a @pending here.
2781          */
2782         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2783                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2784                 return -EINVAL;
2785         }
2786
2787         if (task_running(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2788                 /*
2789                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2790                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2791                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2792                  */
2793                 stop_pending = pending->stop_pending;
2794                 if (!stop_pending)
2795                         pending->stop_pending = true;
2796
2797                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2798                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2799
2800                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2801
2802                 if (!stop_pending) {
2803                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2804                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2805                 }
2806
2807                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2808                         return 0;
2809         } else {
2810
2811                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2812                         if (task_on_rq_queued(p))
2813                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2814
2815                         if (!pending->stop_pending) {
2816                                 p->migration_pending = NULL;
2817                                 complete = true;
2818                         }
2819                 }
2820                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2821
2822                 if (complete)
2823                         complete_all(&pending->done);
2824         }
2825
2826         wait_for_completion(&pending->done);
2827
2828         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2829                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2830
2831         /*
2832          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2833          * have seen the completion and decremented the refcount
2834          */
2835         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2836
2837         /* ARGH */
2838         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2839
2840         return 0;
2841 }
2842
2843 /*
2844  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
2845  */
2846 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
2847                                          const struct cpumask *new_mask,
2848                                          u32 flags,
2849                                          struct rq *rq,
2850                                          struct rq_flags *rf)
2851         __releases(rq->lock)
2852         __releases(p->pi_lock)
2853 {
2854         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2855         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2856         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
2857         struct cpumask *user_mask = NULL;
2858         unsigned int dest_cpu;
2859         int ret = 0;
2860
2861         update_rq_clock(rq);
2862
2863         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
2864                 /*
2865                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2866                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2867                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2868                  *
2869                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2870                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2871                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2872                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2873                  */
2874                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2875         }
2876
2877         if (!kthread && !cpumask_subset(new_mask, cpu_allowed_mask)) {
2878                 ret = -EINVAL;
2879                 goto out;
2880         }
2881
2882         /*
2883          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2884          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2885          */
2886         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2887                 ret = -EINVAL;
2888                 goto out;
2889         }
2890
2891         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2892                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2893                         goto out;
2894
2895                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2896                                  is_migration_disabled(p) &&
2897                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2898                         ret = -EBUSY;
2899                         goto out;
2900                 }
2901         }
2902
2903         /*
2904          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2905          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2906          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2907          */
2908         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2909         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2910                 ret = -EINVAL;
2911                 goto out;
2912         }
2913
2914         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2915
2916         if (flags & SCA_USER)
2917                 user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
2918
2919         ret = affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, flags);
2920
2921         kfree(user_mask);
2922
2923         return ret;
2924
2925 out:
2926         task_rq_unlock(rq, p, rf);
2927
2928         return ret;
2929 }
2930
2931 /*
2932  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2933  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2934  * is removed from the allowed bitmask.
2935  *
2936  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2937  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2938  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2939  */
2940 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2941                                   const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2942 {
2943         struct rq_flags rf;
2944         struct rq *rq;
2945
2946         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2947         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, flags, rq, &rf);
2948 }
2949
2950 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2951 {
2952         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2953 }
2954 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2955
2956 /*
2957  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
2958  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask
2959  * and pointing @p->user_cpus_ptr to a copy of the old mask.
2960  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
2961  * -EINVAL.
2962  */
2963 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2964                                      struct cpumask *new_mask,
2965                                      const struct cpumask *subset_mask)
2966 {
2967         struct cpumask *user_mask = NULL;
2968         struct rq_flags rf;
2969         struct rq *rq;
2970         int err;
2971
2972         if (!p->user_cpus_ptr) {
2973                 user_mask = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
2974                 if (!user_mask)
2975                         return -ENOMEM;
2976         }
2977
2978         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2979
2980         /*
2981          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
2982          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
2983          * mask entirely.
2984          */
2985         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
2986                 err = -EPERM;
2987                 goto err_unlock;
2988         }
2989
2990         if (!cpumask_and(new_mask, &p->cpus_mask, subset_mask)) {
2991                 err = -EINVAL;
2992                 goto err_unlock;
2993         }
2994
2995         /*
2996          * We're about to butcher the task affinity, so keep track of what
2997          * the user asked for in case we're able to restore it later on.
2998          */
2999         if (user_mask) {
3000                 cpumask_copy(user_mask, p->cpus_ptr);
3001                 p->user_cpus_ptr = user_mask;
3002         }
3003
3004         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, 0, rq, &rf);
3005
3006 err_unlock:
3007         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3008         kfree(user_mask);
3009         return err;
3010 }
3011
3012 /*
3013  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
3014  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpu_ptr to a copy of the
3015  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
3016  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
3017  */
3018 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3019 {
3020         cpumask_var_t new_mask;
3021         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3022
3023         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
3024
3025         /*
3026          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
3027          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
3028          * lock to ensure that the migration succeeds.
3029          */
3030         cpus_read_lock();
3031         if (!cpumask_available(new_mask))
3032                 goto out_set_mask;
3033
3034         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
3035                 goto out_free_mask;
3036
3037         /*
3038          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
3039          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
3040          */
3041         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
3042         override_mask = new_mask;
3043
3044 out_set_mask:
3045         if (printk_ratelimit()) {
3046                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
3047                                 task_pid_nr(p), p->comm,
3048                                 cpumask_pr_args(override_mask));
3049         }
3050
3051         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
3052 out_free_mask:
3053         cpus_read_unlock();
3054         free_cpumask_var(new_mask);
3055 }
3056
3057 static int
3058 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask);
3059
3060 /*
3061  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
3062  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr(). This will clear (and free)
3063  * @p->user_cpus_ptr.
3064  *
3065  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
3066  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
3067  */
3068 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3069 {
3070         struct cpumask *user_mask = p->user_cpus_ptr;
3071         unsigned long flags;
3072
3073         /*
3074          * Try to restore the old affinity mask. If this fails, then
3075          * we free the mask explicitly to avoid it being inherited across
3076          * a subsequent fork().
3077          */
3078         if (!user_mask || !__sched_setaffinity(p, user_mask))
3079                 return;
3080
3081         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3082         user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
3083         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3084
3085         kfree(user_mask);
3086 }
3087
3088 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
3089 {
3090 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3091         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
3092
3093         /*
3094          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
3095          * ttwu() will sort out the placement.
3096          */
3097         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
3098
3099         /*
3100          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3101          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3102          * time relying on p->on_rq.
3103          */
3104         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3105                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3106                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3107
3108 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3109         /*
3110          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3111          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3112          *
3113          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3114          * see task_group().
3115          *
3116          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3117          * task_rq_lock().
3118          */
3119         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3120                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3121 #endif
3122         /*
3123          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3124          */
3125         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3126
3127         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3128 #endif
3129
3130         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3131
3132         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3133                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3134                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3135                 p->se.nr_migrations++;
3136                 rseq_migrate(p);
3137                 perf_event_task_migrate(p);
3138         }
3139
3140         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3141 }
3142
3143 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3144 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3145 {
3146         if (task_on_rq_queued(p)) {
3147                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3148                 struct rq_flags srf, drf;
3149
3150                 src_rq = task_rq(p);
3151                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3152
3153                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3154                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3155
3156                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3157                 set_task_cpu(p, cpu);
3158                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3159                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3160
3161                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3162                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3163
3164         } else {
3165                 /*
3166                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3167                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3168                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3169                  */
3170                 p->wake_cpu = cpu;
3171         }
3172 }
3173
3174 struct migration_swap_arg {
3175         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3176         int src_cpu, dst_cpu;
3177 };
3178
3179 static int migrate_swap_stop(void *data)
3180 {
3181         struct migration_swap_arg *arg = data;
3182         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3183         int ret = -EAGAIN;
3184
3185         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3186                 return -EAGAIN;
3187
3188         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3189         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3190
3191         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3192                         &arg->dst_task->pi_lock);
3193         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3194
3195         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3196                 goto unlock;
3197
3198         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3199                 goto unlock;
3200
3201         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3202                 goto unlock;
3203
3204         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3205                 goto unlock;
3206
3207         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3208         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3209
3210         ret = 0;
3211
3212 unlock:
3213         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3214         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3215         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3216
3217         return ret;
3218 }
3219
3220 /*
3221  * Cross migrate two tasks
3222  */
3223 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3224                 int target_cpu, int curr_cpu)
3225 {
3226         struct migration_swap_arg arg;
3227         int ret = -EINVAL;
3228
3229         arg = (struct migration_swap_arg){
3230                 .src_task = cur,
3231                 .src_cpu = curr_cpu,
3232                 .dst_task = p,
3233                 .dst_cpu = target_cpu,
3234         };
3235
3236         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3237                 goto out;
3238
3239         /*
3240          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3241          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3242          */
3243         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3244                 goto out;
3245
3246         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3247                 goto out;
3248
3249         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3250                 goto out;
3251
3252         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3253         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3254
3255 out:
3256         return ret;
3257 }
3258 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3259
3260 /*
3261  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
3262  *
3263  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
3264  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
3265  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
3266  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
3267  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
3268  * @p has remained unscheduled the whole time.
3269  *
3270  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
3271  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
3272  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
3273  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
3274  * waiting to become inactive.
3275  */
3276 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
3277 {
3278         int running, queued;
3279         struct rq_flags rf;
3280         unsigned long ncsw;
3281         struct rq *rq;
3282
3283         for (;;) {
3284                 /*
3285                  * We do the initial early heuristics without holding
3286                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
3287                  * the runqueue lock when things look like they will
3288                  * work out!
3289                  */
3290                 rq = task_rq(p);
3291
3292                 /*
3293                  * If the task is actively running on another CPU
3294                  * still, just relax and busy-wait without holding
3295                  * any locks.
3296                  *
3297                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
3298                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
3299                  * But we don't care, since "task_running()" will
3300                  * return false if the runqueue has changed and p
3301                  * is actually now running somewhere else!
3302                  */
3303                 while (task_running(rq, p)) {
3304                         if (match_state && unlikely(READ_ONCE(p->__state) != match_state))
3305                                 return 0;
3306                         cpu_relax();
3307                 }
3308
3309                 /*
3310                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3311                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3312                  * just go back and repeat.
3313                  */
3314                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3315                 trace_sched_wait_task(p);
3316                 running = task_running(rq, p);
3317                 queued = task_on_rq_queued(p);
3318                 ncsw = 0;
3319                 if (!match_state || READ_ONCE(p->__state) == match_state)
3320                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3321                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3322
3323                 /*
3324                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3325                  */
3326                 if (unlikely(!ncsw))
3327                         break;
3328
3329                 /*
3330                  * Was it really running after all now that we
3331                  * checked with the proper locks actually held?
3332                  *
3333                  * Oops. Go back and try again..
3334                  */
3335                 if (unlikely(running)) {
3336                         cpu_relax();
3337                         continue;
3338                 }
3339
3340                 /*
3341                  * It's not enough that it's not actively running,
3342                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3343                  * preempted!
3344                  *
3345                  * So if it was still runnable (but just not actively
3346                  * running right now), it's preempted, and we should
3347                  * yield - it could be a while.
3348                  */
3349                 if (unlikely(queued)) {
3350                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3351
3352                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3353                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
3354                         continue;
3355                 }
3356
3357                 /*
3358                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3359                  * runnable, which means that it will never become
3360                  * running in the future either. We're all done!
3361                  */
3362                 break;
3363         }
3364
3365         return ncsw;
3366 }
3367
3368 /***
3369  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3370  * @p: the to-be-kicked thread
3371  *
3372  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3373  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3374  *
3375  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3376  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3377  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3378  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3379  * achieved as well.
3380  */
3381 void kick_process(struct task_struct *p)
3382 {
3383         int cpu;
3384
3385         preempt_disable();
3386         cpu = task_cpu(p);
3387         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3388                 smp_send_reschedule(cpu);
3389         preempt_enable();
3390 }
3391 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3392
3393 /*
3394  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3395  *
3396  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3397  *
3398  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3399  *
3400  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3401  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3402  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3403  *    see it.
3404  *
3405  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3406  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3407  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3408  *    off.
3409  *
3410  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3411  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3412  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3413  * to satisfy the above rules.
3414  */
3415 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3416 {
3417         int nid = cpu_to_node(cpu);
3418         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3419         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3420         int dest_cpu;
3421
3422         /*
3423          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3424          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3425          * select the CPU on the other node.
3426          */
3427         if (nid != -1) {
3428                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3429
3430                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3431                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3432                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3433                                 return dest_cpu;
3434                 }
3435         }
3436
3437         for (;;) {
3438                 /* Any allowed, online CPU? */
3439                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3440                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3441                                 continue;
3442
3443                         goto out;
3444                 }
3445
3446                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3447                 switch (state) {
3448                 case cpuset:
3449                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3450                                 state = possible;
3451                                 break;
3452                         }
3453                         fallthrough;
3454                 case possible:
3455                         /*
3456                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3457                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3458                          *
3459                          * More yuck to audit.
3460                          */
3461                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3462                         state = fail;
3463                         break;
3464                 case fail:
3465                         BUG();
3466                         break;
3467                 }
3468         }
3469
3470 out:
3471         if (state != cpuset) {
3472                 /*
3473                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3474                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3475                  * leave kernel.
3476                  */
3477                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3478                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3479                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3480                 }
3481         }
3482
3483         return dest_cpu;
3484 }
3485
3486 /*
3487  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3488  */
3489 static inline
3490 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3491 {
3492         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3493
3494         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3495                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3496         else
3497                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3498
3499         /*
3500          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3501          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3502          * CPU.
3503          *
3504          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3505          *
3506          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3507          *   not worry about this generic constraint ]
3508          */
3509         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3510                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3511
3512         return cpu;
3513 }
3514
3515 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3516 {
3517         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3518         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3519         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3520
3521         if (stop) {
3522                 /*
3523                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3524                  * userspace knows about and won't get confused about.
3525                  *
3526                  * Also, it will make PI more or less work without too
3527                  * much confusion -- but then, stop work should not
3528                  * rely on PI working anyway.
3529                  */
3530                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3531
3532                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3533
3534                 /*
3535                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3536                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3537                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3538                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3539                  * around the current task.
3540                  *
3541                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3542                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3543                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3544                  * own class.
3545                  */
3546                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3547         }
3548
3549         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3550
3551         if (old_stop) {
3552                 /*
3553                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3554                  * it can die in pieces.
3555                  */
3556                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3557         }
3558 }
3559
3560 #else /* CONFIG_SMP */
3561
3562 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3563                                          const struct cpumask *new_mask,
3564                                          u32 flags)
3565 {
3566         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3567 }
3568
3569 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3570
3571 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3572 {
3573         return false;
3574 }
3575
3576 #endif /* !CONFIG_SMP */
3577
3578 static void
3579 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3580 {
3581         struct rq *rq;
3582
3583         if (!schedstat_enabled())
3584                 return;
3585
3586         rq = this_rq();
3587
3588 #ifdef CONFIG_SMP
3589         if (cpu == rq->cpu) {
3590                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3591                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_local);
3592         } else {
3593                 struct sched_domain *sd;
3594
3595                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_remote);
3596                 rcu_read_lock();
3597                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3598                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3599                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3600                                 break;
3601                         }
3602                 }
3603                 rcu_read_unlock();
3604         }
3605
3606         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3607                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_migrate);
3608 #endif /* CONFIG_SMP */
3609
3610         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3611         __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups);
3612
3613         if (wake_flags & WF_SYNC)
3614                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_sync);
3615 }
3616
3617 /*
3618  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3619  */
3620 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3621                            struct rq_flags *rf)
3622 {
3623         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3624         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3625         trace_sched_wakeup(p);
3626
3627 #ifdef CONFIG_SMP
3628         if (p->sched_class->task_woken) {
3629                 /*
3630                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3631                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3632                  */
3633                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3634                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3635                 rq_repin_lock(rq, rf);
3636         }
3637
3638         if (rq->idle_stamp) {
3639                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3640                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3641
3642                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3643
3644                 if (rq->avg_idle > max)
3645                         rq->avg_idle = max;
3646
3647                 rq->wake_stamp = jiffies;
3648                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3649
3650                 rq->idle_stamp = 0;
3651         }
3652 #endif
3653 }
3654
3655 static void
3656 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3657                  struct rq_flags *rf)
3658 {
3659         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3660
3661         lockdep_assert_rq_held(rq);
3662
3663         if (p->sched_contributes_to_load)
3664                 rq->nr_uninterruptible--;
3665
3666 #ifdef CONFIG_SMP
3667         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3668                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3669         else
3670 #endif
3671         if (p->in_iowait) {
3672                 delayacct_blkio_end(p);
3673                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3674         }
3675
3676         activate_task(rq, p, en_flags);
3677         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3678 }
3679
3680 /*
3681  * Consider @p being inside a wait loop:
3682  *
3683  *   for (;;) {
3684  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3685  *
3686  *      if (CONDITION)
3687  *         break;
3688  *
3689  *      schedule();
3690  *   }
3691  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3692  *
3693  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3694  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3695  * an atomic manner.
3696  *
3697  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3698  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3699  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3700  * need to do a full wakeup with enqueue.
3701  *
3702  * Returns: %true when the wakeup is done,
3703  *          %false otherwise.
3704  */
3705 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3706 {
3707         struct rq_flags rf;
3708         struct rq *rq;
3709         int ret = 0;
3710
3711         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3712         if (task_on_rq_queued(p)) {
3713                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3714                 update_rq_clock(rq);
3715                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3716                 ret = 1;
3717         }
3718         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3719
3720         return ret;
3721 }
3722
3723 #ifdef CONFIG_SMP
3724 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3725 {
3726         struct llist_node *llist = arg;
3727         struct rq *rq = this_rq();
3728         struct task_struct *p, *t;
3729         struct rq_flags rf;
3730
3731         if (!llist)
3732                 return;
3733
3734         /*
3735          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3736          * Races such that false-negatives are possible, since they
3737          * are shorter lived that false-positives would be.
3738          */
3739         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3740
3741         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3742         update_rq_clock(rq);
3743
3744         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3745                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3746                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3747
3748                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3749                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3750
3751                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3752         }
3753
3754         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3755 }
3756
3757 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3758 {
3759         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3760
3761         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3762                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3763         else
3764                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3765 }
3766
3767 /*
3768  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3769  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3770  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3771  * of the wakeup instead of the waker.
3772  */
3773 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3774 {
3775         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3776
3777         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3778
3779         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3780         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3781 }
3782
3783 void wake_up_if_idle(int cpu)
3784 {
3785         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3786         struct rq_flags rf;
3787
3788         rcu_read_lock();
3789
3790         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3791                 goto out;
3792
3793         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3794         if (is_idle_task(rq->curr))
3795                 resched_curr(rq);
3796         /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3797         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3798
3799 out:
3800         rcu_read_unlock();
3801 }
3802
3803 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3804 {
3805         if (this_cpu == that_cpu)
3806                 return true;
3807
3808         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3809 }
3810
3811 static inline bool ttwu_queue_cond(struct task_struct *p, int cpu)
3812 {
3813         /*
3814          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3815          * in hotplug state.
3816          */
3817         if (!cpu_active(cpu))
3818                 return false;
3819
3820         /* Ensure the task will still be allowed to run on the CPU. */
3821         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
3822                 return false;
3823
3824         /*
3825          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3826          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3827          */
3828         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3829                 return true;
3830
3831         if (cpu == smp_processor_id())
3832                 return false;
3833
3834         /*
3835          * If the wakee cpu is idle, or the task is descheduling and the
3836          * only running task on the CPU, then use the wakelist to offload
3837          * the task activation to the idle (or soon-to-be-idle) CPU as
3838          * the current CPU is likely busy. nr_running is checked to
3839          * avoid unnecessary task stacking.
3840          *
3841          * Note that we can only get here with (wakee) p->on_rq=0,
3842          * p->on_cpu can be whatever, we've done the dequeue, so
3843          * the wakee has been accounted out of ->nr_running.
3844          */
3845         if (!cpu_rq(cpu)->nr_running)
3846                 return true;
3847
3848         return false;
3849 }
3850
3851 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3852 {
3853         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(p, cpu)) {
3854                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3855                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3856                 return true;
3857         }
3858
3859         return false;
3860 }
3861
3862 #else /* !CONFIG_SMP */
3863
3864 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3865 {
3866         return false;
3867 }
3868
3869 #endif /* CONFIG_SMP */
3870
3871 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3872 {
3873         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3874         struct rq_flags rf;
3875
3876         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3877                 return;
3878
3879         rq_lock(rq, &rf);
3880         update_rq_clock(rq);
3881         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3882         rq_unlock(rq, &rf);
3883 }
3884
3885 /*
3886  * Invoked from try_to_wake_up() to check whether the task can be woken up.
3887  *
3888  * The caller holds p::pi_lock if p != current or has preemption
3889  * disabled when p == current.
3890  *
3891  * The rules of PREEMPT_RT saved_state:
3892  *
3893  *   The related locking code always holds p::pi_lock when updating
3894  *   p::saved_state, which means the code is fully serialized in both cases.
3895  *
3896  *   The lock wait and lock wakeups happen via TASK_RTLOCK_WAIT. No other
3897  *   bits set. This allows to distinguish all wakeup scenarios.
3898  */
3899 static __always_inline
3900 bool ttwu_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state, int *success)
3901 {
3902         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
3903                 WARN_ON_ONCE((state & TASK_RTLOCK_WAIT) &&
3904                              state != TASK_RTLOCK_WAIT);
3905         }
3906
3907         if (READ_ONCE(p->__state) & state) {
3908                 *success = 1;
3909                 return true;
3910         }
3911
3912 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
3913         /*
3914          * Saved state preserves the task state across blocking on
3915          * an RT lock.  If the state matches, set p::saved_state to
3916          * TASK_RUNNING, but do not wake the task because it waits
3917          * for a lock wakeup. Also indicate success because from
3918          * the regular waker's point of view this has succeeded.
3919          *
3920          * After acquiring the lock the task will restore p::__state
3921          * from p::saved_state which ensures that the regular
3922          * wakeup is not lost. The restore will also set
3923          * p::saved_state to TASK_RUNNING so any further tests will
3924          * not result in false positives vs. @success
3925          */
3926         if (p->saved_state & state) {
3927                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
3928                 *success = 1;
3929         }
3930 #endif
3931         return false;
3932 }
3933
3934 /*
3935  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3936  *
3937  *  MIGRATION
3938  *
3939  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3940  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3941  * execution on its new CPU [c1].
3942  *
3943  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3944  *
3945  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3946  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3947  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3948  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3949  *
3950  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3951  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3952  *
3953  * Example:
3954  *
3955  *   CPU0            CPU1            CPU2
3956  *
3957  *   LOCK rq(0)->lock
3958  *   sched-out X
3959  *   sched-in Y
3960  *   UNLOCK rq(0)->lock
3961  *
3962  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3963  *                                   dequeue X
3964  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3965  *
3966  *                                   LOCK rq(1)->lock
3967  *                                   enqueue X
3968  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3969  *
3970  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3971  *                   sched-out Z
3972  *                   sched-in X
3973  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3974  *
3975  *
3976  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3977  *
3978  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3979  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3980  * chain to provide order. Instead we do:
3981  *
3982  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3983  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3984  *
3985  * Example:
3986  *
3987  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3988  *
3989  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3990  *   dequeue X
3991  *   sched-out X
3992  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3993  *
3994  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3995  *                    X->state = WAKING
3996  *                    set_task_cpu(X,2)
3997  *
3998  *                    LOCK rq(2)->lock
3999  *                    enqueue X
4000  *                    X->state = RUNNING
4001  *                    UNLOCK rq(2)->lock
4002  *
4003  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
4004  *                                          sched-out Z
4005  *                                          sched-in X
4006  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
4007  *
4008  *                    UNLOCK X->pi_lock
4009  *   UNLOCK rq(0)->lock
4010  *
4011  *
4012  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
4013  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
4014  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
4015  */
4016
4017 /**
4018  * try_to_wake_up - wake up a thread
4019  * @p: the thread to be awakened
4020  * @state: the mask of task states that can be woken
4021  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
4022  *
4023  * Conceptually does:
4024  *
4025  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
4026  *
4027  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
4028  *
4029  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
4030  *
4031  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
4032  * with set_current_state().
4033  *
4034  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
4035  *
4036  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
4037  *  - p->sched_class
4038  *  - p->cpus_ptr
4039  *  - p->sched_task_group
4040  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
4041  *
4042  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
4043  * Takes rq->lock in:
4044  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
4045  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
4046  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
4047  *
4048  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
4049  * many memory barriers and their comments for details.
4050  *
4051  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
4052  *         %false otherwise.
4053  */
4054 static int
4055 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
4056 {
4057         unsigned long flags;
4058         int cpu, success = 0;
4059
4060         preempt_disable();
4061         if (p == current) {
4062                 /*
4063                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
4064                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
4065                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
4066                  * without taking any locks.
4067                  *
4068                  * In particular:
4069                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
4070                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
4071                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
4072                  */
4073                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4074                         goto out;
4075
4076                 trace_sched_waking(p);
4077                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4078                 trace_sched_wakeup(p);
4079                 goto out;
4080         }
4081
4082         /*
4083          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
4084          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
4085          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
4086          * in set_current_state() that the waiting thread does.
4087          */
4088         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4089         smp_mb__after_spinlock();
4090         if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4091                 goto unlock;
4092
4093         trace_sched_waking(p);
4094
4095         /*
4096          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
4097          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
4098          * in smp_cond_load_acquire() below.
4099          *
4100          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
4101          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
4102          *   UNLOCK rq->lock
4103          *
4104          * __schedule() (switch to task 'p')
4105          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4106          *   smp_mb__after_spinlock();
4107          *   UNLOCK rq->lock
4108          *
4109          * [task p]
4110          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
4111          *
4112          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4113          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4114          *
4115          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
4116          */
4117         smp_rmb();
4118         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
4119                 goto unlock;
4120
4121 #ifdef CONFIG_SMP
4122         /*
4123          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
4124          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
4125          *
4126          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
4127          * from the runqueue.
4128          *
4129          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
4130          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
4131          *   UNLOCK rq->lock
4132          *
4133          * __schedule() (put 'p' to sleep)
4134          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4135          *   smp_mb__after_spinlock();
4136          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
4137          *
4138          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4139          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4140          *
4141          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
4142          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
4143          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
4144          */
4145         smp_acquire__after_ctrl_dep();
4146
4147         /*
4148          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
4149          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
4150          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
4151          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4152          */
4153         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4154
4155         /*
4156          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4157          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4158          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4159          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4160          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4161          *
4162          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4163          *
4164          * set_task_cpu(p, cpu);
4165          *   STORE p->cpu = @cpu
4166          * __schedule() (switch to task 'p')
4167          *   LOCK rq->lock
4168          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4169          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4170          *
4171          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4172          * scheduling.
4173          */
4174         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4175             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags))
4176                 goto unlock;
4177
4178         /*
4179          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4180          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4181          *
4182          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4183          *
4184          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4185          * their previous state and preserve Program Order.
4186          */
4187         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4188
4189         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4190         if (task_cpu(p) != cpu) {
4191                 if (p->in_iowait) {
4192                         delayacct_blkio_end(p);
4193                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4194                 }
4195
4196                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4197                 psi_ttwu_dequeue(p);
4198                 set_task_cpu(p, cpu);
4199         }
4200 #else
4201         cpu = task_cpu(p);
4202 #endif /* CONFIG_SMP */
4203
4204         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4205 unlock:
4206         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4207 out:
4208         if (success)
4209                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4210         preempt_enable();
4211
4212         return success;
4213 }
4214
4215 /**
4216  * task_call_func - Invoke a function on task in fixed state
4217  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4218  * @func: Function to invoke.
4219  * @arg: Argument to function.
4220  *
4221  * Fix the task in it's current state by avoiding wakeups and or rq operations
4222  * and call @func(@arg) on it.  This function can use ->on_rq and task_curr()
4223  * to work out what the state is, if required.  Given that @func can be invoked
4224  * with a runqueue lock held, it had better be quite lightweight.
4225  *
4226  * Returns:
4227  *   Whatever @func returns
4228  */
4229 int task_call_func(struct task_struct *p, task_call_f func, void *arg)
4230 {
4231         struct rq *rq = NULL;
4232         unsigned int state;
4233         struct rq_flags rf;
4234         int ret;
4235
4236         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4237
4238         state = READ_ONCE(p->__state);
4239
4240         /*
4241          * Ensure we load p->on_rq after p->__state, otherwise it would be
4242          * possible to, falsely, observe p->on_rq == 0.
4243          *
4244          * See try_to_wake_up() for a longer comment.
4245          */
4246         smp_rmb();
4247
4248         /*
4249          * Since pi->lock blocks try_to_wake_up(), we don't need rq->lock when
4250          * the task is blocked. Make sure to check @state since ttwu() can drop
4251          * locks at the end, see ttwu_queue_wakelist().
4252          */
4253         if (state == TASK_RUNNING || state == TASK_WAKING || p->on_rq)
4254                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4255
4256         /*
4257          * At this point the task is pinned; either:
4258          *  - blocked and we're holding off wakeups      (pi->lock)
4259          *  - woken, and we're holding off enqueue       (rq->lock)
4260          *  - queued, and we're holding off schedule     (rq->lock)
4261          *  - running, and we're holding off de-schedule (rq->lock)
4262          *
4263          * The called function (@func) can use: task_curr(), p->on_rq and
4264          * p->__state to differentiate between these states.
4265          */
4266         ret = func(p, arg);
4267
4268         if (rq)
4269                 rq_unlock(rq, &rf);
4270
4271         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4272         return ret;
4273 }
4274
4275 /**
4276  * wake_up_process - Wake up a specific process
4277  * @p: The process to be woken up.
4278  *
4279  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4280  * processes.
4281  *
4282  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4283  *
4284  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4285  */
4286 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4287 {
4288         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4289 }
4290 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4291
4292 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4293 {
4294         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4295 }
4296
4297 /*
4298  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4299  * p is forked by current.
4300  *
4301  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4302  */
4303 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4304 {
4305         p->on_rq                        = 0;
4306
4307         p->se.on_rq                     = 0;
4308         p->se.exec_start                = 0;
4309         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4310         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4311         p->se.nr_migrations             = 0;
4312         p->se.vruntime                  = 0;
4313         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4314
4315 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4316         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4317 #endif
4318
4319 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4320         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4321         memset(&p->stats, 0, sizeof(p->stats));
4322 #endif
4323
4324         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4325         init_dl_task_timer(&p->dl);
4326         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4327         __dl_clear_params(p);
4328
4329         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4330         p->rt.timeout           = 0;
4331         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4332         p->rt.on_rq             = 0;
4333         p->rt.on_list           = 0;
4334
4335 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4336         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4337 #endif
4338
4339 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4340         p->capture_control = NULL;
4341 #endif
4342         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4343 #ifdef CONFIG_SMP
4344         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4345         p->migration_pending = NULL;
4346 #endif
4347 }
4348
4349 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4350
4351 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4352
4353 int sysctl_numa_balancing_mode;
4354
4355 static void __set_numabalancing_state(bool enabled)
4356 {
4357         if (enabled)
4358                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4359         else
4360                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4361 }
4362
4363 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4364 {
4365         if (enabled)
4366                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_NORMAL;
4367         else
4368                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_DISABLED;
4369         __set_numabalancing_state(enabled);
4370 }
4371
4372 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4373 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4374                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4375 {
4376         struct ctl_table t;
4377         int err;
4378         int state = sysctl_numa_balancing_mode;
4379
4380         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4381                 return -EPERM;
4382
4383         t = *table;
4384         t.data = &state;
4385         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4386         if (err < 0)
4387                 return err;
4388         if (write) {
4389                 sysctl_numa_balancing_mode = state;
4390                 __set_numabalancing_state(state);
4391         }
4392         return err;
4393 }
4394 #endif
4395 #endif
4396
4397 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4398
4399 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4400
4401 static void set_schedstats(bool enabled)
4402 {
4403         if (enabled)
4404                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4405         else
4406                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4407 }
4408
4409 void force_schedstat_enabled(void)
4410 {
4411         if (!schedstat_enabled()) {
4412                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4413                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4414         }
4415 }
4416
4417 static int __init setup_schedstats(char *str)
4418 {
4419         int ret = 0;
4420         if (!str)
4421                 goto out;
4422
4423         if (!strcmp(str, "enable")) {
4424                 set_schedstats(true);
4425                 ret = 1;
4426         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4427                 set_schedstats(false);
4428                 ret = 1;
4429         }
4430 out:
4431         if (!ret)
4432                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4433
4434         return ret;
4435 }
4436 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4437
4438 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4439 static int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4440                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4441 {
4442         struct ctl_table t;
4443         int err;
4444         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4445
4446         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4447                 return -EPERM;
4448
4449         t = *table;
4450         t.data = &state;
4451         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4452         if (err < 0)
4453                 return err;
4454         if (write)
4455                 set_schedstats(state);
4456         return err;
4457 }
4458 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4459 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4460
4461 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4462 static struct ctl_table sched_core_sysctls[] = {
4463 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4464         {
4465                 .procname       = "sched_schedstats",
4466                 .data           = NULL,
4467                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4468                 .mode           = 0644,
4469                 .proc_handler   = sysctl_schedstats,
4470                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4471                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
4472         },
4473 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4474 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4475         {
4476                 .procname       = "sched_util_clamp_min",
4477                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min,
4478                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4479                 .mode           = 0644,
4480                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4481         },
4482         {
4483                 .procname       = "sched_util_clamp_max",
4484                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_max,
4485                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4486                 .mode           = 0644,
4487                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4488         },
4489         {
4490                 .procname       = "sched_util_clamp_min_rt_default",
4491                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default,
4492                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4493                 .mode           = 0644,
4494                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4495         },
4496 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
4497         {}
4498 };
4499 static int __init sched_core_sysctl_init(void)
4500 {
4501         register_sysctl_init("kernel", sched_core_sysctls);
4502         return 0;
4503 }
4504 late_initcall(sched_core_sysctl_init);
4505 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
4506
4507 /*
4508  * fork()/clone()-time setup:
4509  */
4510 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4511 {
4512         __sched_fork(clone_flags, p);
4513         /*
4514          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4515          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4516          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4517          */
4518         p->__state = TASK_NEW;
4519
4520         /*
4521          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4522          */
4523         p->prio = current->normal_prio;
4524
4525         uclamp_fork(p);
4526
4527         /*
4528          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4529          */
4530         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4531                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4532                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4533                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4534                         p->rt_priority = 0;
4535                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4536                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4537
4538                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4539                 set_load_weight(p, false);
4540
4541                 /*
4542                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4543                  * fulfilled its duty:
4544                  */
4545                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4546         }
4547
4548         if (dl_prio(p->prio))
4549                 return -EAGAIN;
4550         else if (rt_prio(p->prio))
4551                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4552         else
4553                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4554
4555         init_entity_runnable_average(&p->se);
4556
4557
4558 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4559         if (likely(sched_info_on()))
4560                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4561 #endif
4562 #if defined(CONFIG_SMP)
4563         p->on_cpu = 0;
4564 #endif
4565         init_task_preempt_count(p);
4566 #ifdef CONFIG_SMP
4567         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4568         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4569 #endif
4570         return 0;
4571 }
4572
4573 void sched_cgroup_fork(struct task_struct *p, struct kernel_clone_args *kargs)
4574 {
4575         unsigned long flags;
4576
4577         /*
4578          * Because we're not yet on the pid-hash, p->pi_lock isn't strictly
4579          * required yet, but lockdep gets upset if rules are violated.
4580          */
4581         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4582 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4583         if (1) {
4584                 struct task_group *tg;
4585                 tg = container_of(kargs->cset->subsys[cpu_cgrp_id],
4586                                   struct task_group, css);
4587                 tg = autogroup_task_group(p, tg);
4588                 p->sched_task_group = tg;
4589         }
4590 #endif
4591         rseq_migrate(p);
4592         /*
4593          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4594          * so use __set_task_cpu().
4595          */
4596         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4597         if (p->sched_class->task_fork)
4598                 p->sched_class->task_fork(p);
4599         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4600 }
4601
4602 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4603 {
4604         uclamp_post_fork(p);
4605 }
4606
4607 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4608 {
4609         if (runtime == RUNTIME_INF)
4610                 return BW_UNIT;
4611
4612         /*
4613          * Doing this here saves a lot of checks in all
4614          * the calling paths, and returning zero seems
4615          * safe for them anyway.
4616          */
4617         if (period == 0)
4618                 return 0;
4619
4620         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4621 }
4622
4623 /*
4624  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4625  *
4626  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4627  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4628  * on the runqueue and wakes it.
4629  */
4630 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4631 {
4632         struct rq_flags rf;
4633         struct rq *rq;
4634
4635         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4636         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4637 #ifdef CONFIG_SMP
4638         /*
4639          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4640          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4641          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4642          *
4643          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4644          * as we're not fully set-up yet.
4645          */
4646         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4647         rseq_migrate(p);
4648         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4649 #endif
4650         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4651         update_rq_clock(rq);
4652         post_init_entity_util_avg(p);
4653
4654         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4655         trace_sched_wakeup_new(p);
4656         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4657 #ifdef CONFIG_SMP
4658         if (p->sched_class->task_woken) {
4659                 /*
4660                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4661                  * drop it.
4662                  */
4663                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4664                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4665                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4666         }
4667 #endif
4668         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4669 }
4670
4671 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4672
4673 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4674
4675 void preempt_notifier_inc(void)
4676 {
4677         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4678 }
4679 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4680
4681 void preempt_notifier_dec(void)
4682 {
4683         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4684 }
4685 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4686
4687 /**
4688  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4689  * @notifier: notifier struct to register
4690  */
4691 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4692 {
4693         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4694                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4695
4696         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4697 }
4698 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4699
4700 /**
4701  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4702  * @notifier: notifier struct to unregister
4703  *
4704  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4705  */
4706 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4707 {
4708         hlist_del(&notifier->link);
4709 }
4710 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4711
4712 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4713 {
4714         struct preempt_notifier *notifier;
4715
4716         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4717                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4718 }
4719
4720 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4721 {
4722         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4723                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4724 }
4725
4726 static void
4727 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4728                                    struct task_struct *next)
4729 {
4730         struct preempt_notifier *notifier;
4731
4732         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4733                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4734 }
4735
4736 static __always_inline void
4737 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4738                                  struct task_struct *next)
4739 {
4740         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4741                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4742 }
4743
4744 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4745
4746 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4747 {
4748 }
4749
4750 static inline void
4751 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4752                                  struct task_struct *next)
4753 {
4754 }
4755
4756 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4757
4758 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4759 {
4760 #ifdef CONFIG_SMP
4761         /*
4762          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4763          * such that any running task will have this set.
4764          *
4765          * See the smp_load_acquire(&p->on_cpu) case in ttwu() and
4766          * its ordering comment.
4767          */
4768         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4769 #endif
4770 }
4771
4772 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4773 {
4774 #ifdef CONFIG_SMP
4775         /*
4776          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4777          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4778          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4779          * finished.
4780          *
4781          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4782          * happen before this.
4783          *
4784          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4785          */
4786         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4787 #endif
4788 }
4789
4790 #ifdef CONFIG_SMP
4791
4792 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4793 {
4794         void (*func)(struct rq *rq);
4795         struct callback_head *next;
4796
4797         lockdep_assert_rq_held(rq);
4798
4799         while (head) {
4800                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4801                 next = head->next;
4802                 head->next = NULL;
4803                 head = next;
4804
4805                 func(rq);
4806         }
4807 }
4808
4809 static void balance_push(struct rq *rq);
4810
4811 /*
4812  * balance_push_callback is a right abuse of the callback interface and plays
4813  * by significantly different rules.
4814  *
4815  * Where the normal balance_callback's purpose is to be ran in the same context
4816  * that queued it (only later, when it's safe to drop rq->lock again),
4817  * balance_push_callback is specifically targeted at __schedule().
4818  *
4819  * This abuse is tolerated because it places all the unlikely/odd cases behind
4820  * a single test, namely: rq->balance_callback == NULL.
4821  */
4822 struct callback_head balance_push_callback = {
4823         .next = NULL,
4824         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4825 };
4826
4827 static inline struct callback_head *
4828 __splice_balance_callbacks(struct rq *rq, bool split)
4829 {
4830         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4831
4832         if (likely(!head))
4833                 return NULL;
4834
4835         lockdep_assert_rq_held(rq);
4836         /*
4837          * Must not take balance_push_callback off the list when
4838          * splice_balance_callbacks() and balance_callbacks() are not
4839          * in the same rq->lock section.
4840          *
4841          * In that case it would be possible for __schedule() to interleave
4842          * and observe the list empty.
4843          */
4844         if (split && head == &balance_push_callback)
4845                 head = NULL;
4846         else
4847                 rq->balance_callback = NULL;
4848
4849         return head;
4850 }
4851
4852 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4853 {
4854         return __splice_balance_callbacks(rq, true);
4855 }
4856
4857 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4858 {
4859         do_balance_callbacks(rq, __splice_balance_callbacks(rq, false));
4860 }
4861
4862 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4863 {
4864         unsigned long flags;
4865
4866         if (unlikely(head)) {
4867                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4868                 do_balance_callbacks(rq, head);
4869                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4870         }
4871 }
4872
4873 #else
4874
4875 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4876 {
4877 }
4878
4879 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4880 {
4881         return NULL;
4882 }
4883
4884 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4885 {
4886 }
4887
4888 #endif
4889
4890 static inline void
4891 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4892 {
4893         /*
4894          * Since the runqueue lock will be released by the next
4895          * task (which is an invalid locking op but in the case
4896          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4897          * do an early lockdep release here:
4898          */
4899         rq_unpin_lock(rq, rf);
4900         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4901 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4902         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4903         rq_lockp(rq)->owner = next;
4904 #endif
4905 }
4906
4907 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4908 {
4909         /*
4910          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4911          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4912          * prev into current:
4913          */
4914         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4915         __balance_callbacks(rq);
4916         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4917 }
4918
4919 /*
4920  * NOP if the arch has not defined these:
4921  */
4922
4923 #ifndef prepare_arch_switch
4924 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4925 #endif
4926
4927 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4928 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4929 #endif
4930
4931 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4932 {
4933 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4934         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4935                 __kmap_local_sched_out();
4936 #endif
4937 }
4938
4939 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4940 {
4941 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4942         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4943                 __kmap_local_sched_in();
4944 #endif
4945 }
4946
4947 /**
4948  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4949  * @rq: the runqueue preparing to switch
4950  * @prev: the current task that is being switched out
4951  * @next: the task we are going to switch to.
4952  *
4953  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4954  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4955  * switch.
4956  *
4957  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4958  * hooks.
4959  */
4960 static inline void
4961 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4962                     struct task_struct *next)
4963 {
4964         kcov_prepare_switch(prev);
4965         sched_info_switch(rq, prev, next);
4966         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4967         rseq_preempt(prev);
4968         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4969         kmap_local_sched_out();
4970         prepare_task(next);
4971         prepare_arch_switch(next);
4972 }
4973
4974 /**
4975  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4976  * @prev: the thread we just switched away from.
4977  *
4978  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4979  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4980  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4981  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4982  *
4983  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4984  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4985  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4986  * details.)
4987  *
4988  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4989  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4990  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4991  * because prev may have moved to another CPU.
4992  */
4993 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4994         __releases(rq->lock)
4995 {
4996         struct rq *rq = this_rq();
4997         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4998         unsigned int prev_state;
4999
5000         /*
5001          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
5002          * because it left us after:
5003          *
5004          *      schedule()
5005          *        preempt_disable();                    // 1
5006          *        __schedule()
5007          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
5008          *
5009          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
5010          */
5011         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
5012                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
5013                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
5014                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
5015
5016         rq->prev_mm = NULL;
5017
5018         /*
5019          * A task struct has one reference for the use as "current".
5020          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
5021          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
5022          * the scheduled task must drop that reference.
5023          *
5024          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
5025          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
5026          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
5027          * transition, resulting in a double drop.
5028          */
5029         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5030         vtime_task_switch(prev);
5031         perf_event_task_sched_in(prev, current);
5032         finish_task(prev);
5033         tick_nohz_task_switch();
5034         finish_lock_switch(rq);
5035         finish_arch_post_lock_switch();
5036         kcov_finish_switch(current);
5037         /*
5038          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
5039          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
5040          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
5041          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
5042          * disabled either.
5043          */
5044         kmap_local_sched_in();
5045
5046         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
5047         /*
5048          * When switching through a kernel thread, the loop in
5049          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
5050          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
5051          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
5052          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
5053          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
5054          *
5055          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
5056          *   provided by mmdrop(),
5057          * - a sync_core for SYNC_CORE.
5058          */
5059         if (mm) {
5060                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
5061                 mmdrop_sched(mm);
5062         }
5063         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
5064                 if (prev->sched_class->task_dead)
5065                         prev->sched_class->task_dead(prev);
5066
5067                 /* Task is done with its stack. */
5068                 put_task_stack(prev);
5069
5070                 put_task_struct_rcu_user(prev);
5071         }
5072
5073         return rq;
5074 }
5075
5076 /**
5077  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
5078  * @prev: the thread we just switched away from.
5079  */
5080 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
5081         __releases(rq->lock)
5082 {
5083         /*
5084          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
5085          * finish_task_switch() for details.
5086          *
5087          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
5088          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
5089          * PREEMPT_COUNT kernels).
5090          */
5091
5092         finish_task_switch(prev);
5093         preempt_enable();
5094
5095         if (current->set_child_tid)
5096                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
5097
5098         calculate_sigpending();
5099 }
5100
5101 /*
5102  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
5103  */
5104 static __always_inline struct rq *
5105 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5106                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5107 {
5108         prepare_task_switch(rq, prev, next);
5109
5110         /*
5111          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
5112          * combine the page table reload and the switch backend into
5113          * one hypercall.
5114          */
5115         arch_start_context_switch(prev);
5116
5117         /*
5118          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
5119          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
5120          *
5121          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
5122          *   user ->   user   switch
5123          */
5124         if (!next->mm) {                                // to kernel
5125                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
5126
5127                 next->active_mm = prev->active_mm;
5128                 if (prev->mm)                           // from user
5129                         mmgrab(prev->active_mm);
5130                 else
5131                         prev->active_mm = NULL;
5132         } else {                                        // to user
5133                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
5134                 /*
5135                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
5136                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
5137                  *
5138                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
5139                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
5140                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
5141                  */
5142                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
5143
5144                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
5145                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
5146                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
5147                         prev->active_mm = NULL;
5148                 }
5149         }
5150
5151         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5152
5153         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
5154
5155         /* Here we just switch the register state and the stack. */
5156         switch_to(prev, next, prev);
5157         barrier();
5158
5159         return finish_task_switch(prev);
5160 }
5161
5162 /*
5163  * nr_running and nr_context_switches:
5164  *
5165  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
5166  * threads, total number of context switches performed since bootup.
5167  */
5168 unsigned int nr_running(void)
5169 {
5170         unsigned int i, sum = 0;
5171
5172         for_each_online_cpu(i)
5173                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
5174
5175         return sum;
5176 }
5177
5178 /*
5179  * Check if only the current task is running on the CPU.
5180  *
5181  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
5182  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
5183  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
5184  *
5185  * - from a non-preemptible section (of course)
5186  *
5187  * - from a thread that is bound to a single CPU
5188  *
5189  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
5190  */
5191 bool single_task_running(void)
5192 {
5193         return raw_rq()->nr_running == 1;
5194 }
5195 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
5196
5197 unsigned long long nr_context_switches(void)
5198 {
5199         int i;
5200         unsigned long long sum = 0;
5201
5202         for_each_possible_cpu(i)
5203                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
5204
5205         return sum;
5206 }
5207
5208 /*
5209  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
5210  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
5211  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
5212  * it does become runnable.
5213  */
5214
5215 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
5216 {
5217         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
5218 }
5219
5220 /*
5221  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
5222  *
5223  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
5224  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
5225  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
5226  *
5227  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
5228  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
5229  * running and we'd not be idle.
5230  *
5231  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
5232  * is broken.
5233  *
5234  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
5235  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
5236  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
5237  * utilising both CPUs.
5238  *
5239  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
5240  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
5241  *
5242  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
5243  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
5244  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
5245  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
5246  *
5247  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
5248  */
5249
5250 unsigned int nr_iowait(void)
5251 {
5252         unsigned int i, sum = 0;
5253
5254         for_each_possible_cpu(i)
5255                 sum += nr_iowait_cpu(i);
5256
5257         return sum;
5258 }
5259
5260 #ifdef CONFIG_SMP
5261
5262 /*
5263  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5264  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5265  */
5266 void sched_exec(void)
5267 {
5268         struct task_struct *p = current;
5269         unsigned long flags;
5270         int dest_cpu;
5271
5272         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5273         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5274         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5275                 goto unlock;
5276
5277         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5278                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5279
5280                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5281                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5282                 return;
5283         }
5284 unlock:
5285         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5286 }
5287
5288 #endif
5289
5290 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5291 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5292
5293 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5294 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5295
5296 /*
5297  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5298  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5299  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5300  * Prefetching this data results in improved performance.
5301  */
5302 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5303 {
5304 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5305         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5306 #else
5307         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5308 #endif
5309         prefetch(curr);
5310         prefetch(&curr->exec_start);
5311 }
5312
5313 /*
5314  * Return accounted runtime for the task.
5315  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5316  * pending runtime that have not been accounted yet.
5317  */
5318 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5319 {
5320         struct rq_flags rf;
5321         struct rq *rq;
5322         u64 ns;
5323
5324 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5325         /*
5326          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5327          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5328          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5329          *
5330          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5331          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5332          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5333          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5334          * been accounted, so we're correct here as well.
5335          */
5336         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5337                 return p->se.sum_exec_runtime;
5338 #endif
5339
5340         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5341         /*
5342          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5343          * project cycles that may never be accounted to this
5344          * thread, breaking clock_gettime().
5345          */
5346         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5347                 prefetch_curr_exec_start(p);
5348                 update_rq_clock(rq);
5349                 p->sched_class->update_curr(rq);
5350         }
5351         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5352         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5353
5354         return ns;
5355 }
5356
5357 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5358 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5359 {
5360         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5361         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5362         static bool warned_once;
5363
5364         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5365                 return 0;
5366
5367         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5368                 return 0;
5369
5370         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5371                 return 0;
5372
5373         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5374                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5375                 rq->ticks_without_resched = 0;
5376                 return 0;
5377         }
5378
5379         rq->ticks_without_resched++;
5380         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5381         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5382                 return 0;
5383
5384         warned_once = true;
5385
5386         return resched_latency;
5387 }
5388
5389 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5390 {
5391         long val;
5392
5393         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5394                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5395                 return 1;
5396         }
5397
5398         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5399         return 1;
5400 }
5401 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5402 #else
5403 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5404 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5405
5406 /*
5407  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5408  * We call it with interrupts disabled.
5409  */
5410 void scheduler_tick(void)
5411 {
5412         int cpu = smp_processor_id();
5413         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5414         struct task_struct *curr = rq->curr;
5415         struct rq_flags rf;
5416         unsigned long thermal_pressure;
5417         u64 resched_latency;
5418
5419         arch_scale_freq_tick();
5420         sched_clock_tick();
5421
5422         rq_lock(rq, &rf);
5423
5424         update_rq_clock(rq);
5425         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5426         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5427         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5428         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5429                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5430         calc_global_load_tick(rq);
5431         sched_core_tick(rq);
5432
5433         rq_unlock(rq, &rf);
5434
5435         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5436                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5437
5438         perf_event_task_tick();
5439
5440 #ifdef CONFIG_SMP
5441         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5442         trigger_load_balance(rq);
5443 #endif
5444 }
5445
5446 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5447
5448 struct tick_work {
5449         int                     cpu;
5450         atomic_t                state;
5451         struct delayed_work     work;
5452 };
5453 /* Values for ->state, see diagram below. */
5454 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5455 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5456 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5457
5458 /*
5459  * State diagram for ->state:
5460  *
5461  *
5462  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5463  *                    |   ^
5464  *                    |   |
5465  *                    |   | sched_tick_remote()
5466  *                    |   |
5467  *                    |   |
5468  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5469  *                    |   ^
5470  *                    |   |
5471  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5472  *                    |   |
5473  *                    V   |
5474  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5475  *
5476  *
5477  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5478  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5479  */
5480
5481 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5482
5483 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5484 {
5485         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5486         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5487         int cpu = twork->cpu;
5488         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5489         struct task_struct *curr;
5490         struct rq_flags rf;
5491         u64 delta;
5492         int os;
5493
5494         /*
5495          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5496          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5497          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5498          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5499          * of when exactly it is running.
5500          */
5501         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5502                 goto out_requeue;
5503
5504         rq_lock_irq(rq, &rf);
5505         curr = rq->curr;
5506         if (cpu_is_offline(cpu))
5507                 goto out_unlock;
5508
5509         update_rq_clock(rq);
5510
5511         if (!is_idle_task(curr)) {
5512                 /*
5513                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5514                  * amount of time.
5515                  */
5516                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5517                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5518         }
5519         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5520
5521         calc_load_nohz_remote(rq);
5522 out_unlock:
5523         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5524 out_requeue:
5525
5526         /*
5527          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5528          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5529          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5530          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5531          */
5532         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5533         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5534         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5535                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5536 }
5537
5538 static void sched_tick_start(int cpu)
5539 {
5540         int os;
5541         struct tick_work *twork;
5542
5543         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5544                 return;
5545
5546         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5547
5548         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5549         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5550         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5551         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5552                 twork->cpu = cpu;
5553                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5554                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5555         }
5556 }
5557
5558 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5559 static void sched_tick_stop(int cpu)
5560 {
5561         struct tick_work *twork;
5562         int os;
5563
5564         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5565                 return;
5566
5567         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5568
5569         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5570         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5571         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5572         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5573         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5574 }
5575 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5576
5577 int __init sched_tick_offload_init(void)
5578 {
5579         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5580         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5581         return 0;
5582 }
5583
5584 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5585 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5586 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5587 #endif
5588
5589 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5590                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5591 /*
5592  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5593  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5594  */
5595 static inline void preempt_latency_start(int val)
5596 {
5597         if (preempt_count() == val) {
5598                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5599 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5600                 current->preempt_disable_ip = ip;
5601 #endif
5602                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5603         }
5604 }
5605
5606 void preempt_count_add(int val)
5607 {
5608 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5609         /*
5610          * Underflow?
5611          */
5612         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5613                 return;
5614 #endif
5615         __preempt_count_add(val);
5616 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5617         /*
5618          * Spinlock count overflowing soon?
5619          */
5620         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5621                                 PREEMPT_MASK - 10);
5622 #endif
5623         preempt_latency_start(val);
5624 }
5625 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5626 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5627
5628 /*
5629  * If the value passed in equals to the current preempt count
5630  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5631  */
5632 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5633 {
5634         if (preempt_count() == val)
5635                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5636 }
5637
5638 void preempt_count_sub(int val)
5639 {
5640 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5641         /*
5642          * Underflow?
5643          */
5644         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5645                 return;
5646         /*
5647          * Is the spinlock portion underflowing?
5648          */
5649         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5650                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5651                 return;
5652 #endif
5653
5654         preempt_latency_stop(val);
5655         __preempt_count_sub(val);
5656 }
5657 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5658 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5659
5660 #else
5661 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5662 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5663 #endif
5664
5665 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5666 {
5667 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5668         return p->preempt_disable_ip;
5669 #else
5670         return 0;
5671 #endif
5672 }
5673
5674 /*
5675  * Print scheduling while atomic bug:
5676  */
5677 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5678 {
5679         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5680         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5681
5682         if (oops_in_progress)
5683                 return;
5684
5685         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5686                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5687
5688         debug_show_held_locks(prev);
5689         print_modules();
5690         if (irqs_disabled())
5691                 print_irqtrace_events(prev);
5692         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5693             && in_atomic_preempt_off()) {
5694                 pr_err("Preemption disabled at:");
5695                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5696         }
5697         if (panic_on_warn)
5698                 panic("scheduling while atomic\n");
5699
5700         dump_stack();
5701         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5702 }
5703
5704 /*
5705  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5706  */
5707 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5708 {
5709 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5710         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5711                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5712
5713         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5714                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5715 #endif
5716
5717 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5718         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5719                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5720                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5721                 dump_stack();
5722                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5723         }
5724 #endif
5725
5726         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5727                 __schedule_bug(prev);
5728                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5729         }
5730         rcu_sleep_check();
5731         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5732
5733         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5734
5735         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5736 }
5737
5738 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5739                                   struct rq_flags *rf)
5740 {
5741 #ifdef CONFIG_SMP
5742         const struct sched_class *class;
5743         /*
5744          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5745          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5746          * state as before we took rq->lock.
5747          *
5748          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5749          * a runnable task of @class priority or higher.
5750          */
5751         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5752                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5753                         break;
5754         }
5755 #endif
5756
5757         put_prev_task(rq, prev);
5758 }
5759
5760 /*
5761  * Pick up the highest-prio task:
5762  */
5763 static inline struct task_struct *
5764 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5765 {
5766         const struct sched_class *class;
5767         struct task_struct *p;
5768
5769         /*
5770          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5771          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5772          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5773          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5774          */
5775         if (likely(!sched_class_above(prev->sched_class, &fair_sched_class) &&
5776                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5777
5778                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5779                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5780                         goto restart;
5781
5782                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5783                 if (!p) {
5784                         put_prev_task(rq, prev);
5785                         p = pick_next_task_idle(rq);
5786                 }
5787
5788                 return p;
5789         }
5790
5791 restart:
5792         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5793
5794         for_each_class(class) {
5795                 p = class->pick_next_task(rq);
5796                 if (p)
5797                         return p;
5798         }
5799
5800         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5801 }
5802
5803 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5804 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5805 {
5806         return (task_rq(t)->idle == t);
5807 }
5808
5809 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5810 {
5811         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5812 }
5813
5814 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5815 {
5816         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5817                 return true;
5818
5819         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5820 }
5821
5822 static inline struct task_struct *pick_task(struct rq *rq)
5823 {
5824         const struct sched_class *class;
5825         struct task_struct *p;
5826
5827         for_each_class(class) {
5828                 p = class->pick_task(rq);
5829                 if (p)
5830                         return p;
5831         }
5832
5833         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5834 }
5835
5836 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5837
5838 static void queue_core_balance(struct rq *rq);
5839
5840 static struct task_struct *
5841 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5842 {
5843         struct task_struct *next, *p, *max = NULL;
5844         const struct cpumask *smt_mask;
5845         bool fi_before = false;
5846         bool core_clock_updated = (rq == rq->core);
5847         unsigned long cookie;
5848         int i, cpu, occ = 0;
5849         struct rq *rq_i;
5850         bool need_sync;
5851
5852         if (!sched_core_enabled(rq))
5853                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5854
5855         cpu = cpu_of(rq);
5856
5857         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5858         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5859                 /*
5860                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5861                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5862                  * another cpu during offline.
5863                  */
5864                 rq->core_pick = NULL;
5865                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5866         }
5867
5868         /*
5869          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5870          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5871          * pick yet, do so now.
5872          *
5873          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5874          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5875          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5876          */
5877         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5878             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5879             rq->core_pick) {
5880                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5881
5882                 next = rq->core_pick;
5883                 if (next != prev) {
5884                         put_prev_task(rq, prev);
5885                         set_next_task(rq, next);
5886                 }
5887
5888                 rq->core_pick = NULL;
5889                 goto out;
5890         }
5891
5892         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5893
5894         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5895         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5896
5897         /* reset state */
5898         rq->core->core_cookie = 0UL;
5899         if (rq->core->core_forceidle_count) {
5900                 if (!core_clock_updated) {
5901                         update_rq_clock(rq->core);
5902                         core_clock_updated = true;
5903                 }
5904                 sched_core_account_forceidle(rq);
5905                 /* reset after accounting force idle */
5906                 rq->core->core_forceidle_start = 0;
5907                 rq->core->core_forceidle_count = 0;
5908                 rq->core->core_forceidle_occupation = 0;
5909                 need_sync = true;
5910                 fi_before = true;
5911         }
5912
5913         /*
5914          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5915          *
5916          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5917          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5918          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5919          *
5920          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5921          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5922          */
5923         rq->core->core_task_seq++;
5924
5925         /*
5926          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5927          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5928          */
5929         if (!need_sync) {
5930                 next = pick_task(rq);
5931                 if (!next->core_cookie) {
5932                         rq->core_pick = NULL;
5933                         /*
5934                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5935                          * unconstrained picks as well.
5936                          */
5937                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5938                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5939                         goto out_set_next;
5940                 }
5941         }
5942
5943         /*
5944          * For each thread: do the regular task pick and find the max prio task
5945          * amongst them.
5946          *
5947          * Tie-break prio towards the current CPU
5948          */
5949         for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5950                 rq_i = cpu_rq(i);
5951
5952                 /*
5953                  * Current cpu always has its clock updated on entrance to
5954                  * pick_next_task(). If the current cpu is not the core,
5955                  * the core may also have been updated above.
5956                  */
5957                 if (i != cpu && (rq_i != rq->core || !core_clock_updated))
5958                         update_rq_clock(rq_i);
5959
5960                 p = rq_i->core_pick = pick_task(rq_i);
5961                 if (!max || prio_less(max, p, fi_before))
5962                         max = p;
5963         }
5964
5965         cookie = rq->core->core_cookie = max->core_cookie;
5966
5967         /*
5968          * For each thread: try and find a runnable task that matches @max or
5969          * force idle.
5970          */
5971         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5972                 rq_i = cpu_rq(i);
5973                 p = rq_i->core_pick;
5974
5975                 if (!cookie_equals(p, cookie)) {
5976                         p = NULL;
5977                         if (cookie)
5978                                 p = sched_core_find(rq_i, cookie);
5979                         if (!p)
5980                                 p = idle_sched_class.pick_task(rq_i);
5981                 }
5982
5983                 rq_i->core_pick = p;
5984
5985                 if (p == rq_i->idle) {
5986                         if (rq_i->nr_running) {
5987                                 rq->core->core_forceidle_count++;
5988                                 if (!fi_before)
5989                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
5990                         }
5991                 } else {
5992                         occ++;
5993                 }
5994         }
5995
5996         if (schedstat_enabled() && rq->core->core_forceidle_count) {
5997                 rq->core->core_forceidle_start = rq_clock(rq->core);
5998                 rq->core->core_forceidle_occupation = occ;
5999         }
6000
6001         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
6002         next = rq->core_pick;
6003         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
6004
6005         /* Something should have been selected for current CPU */
6006         WARN_ON_ONCE(!next);
6007
6008         /*
6009          * Reschedule siblings
6010          *
6011          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
6012          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
6013          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
6014          * non-matching user state.
6015          */
6016         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6017                 rq_i = cpu_rq(i);
6018
6019                 /*
6020                  * An online sibling might have gone offline before a task
6021                  * could be picked for it, or it might be offline but later
6022                  * happen to come online, but its too late and nothing was
6023                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
6024                  * so ignore it.
6025                  */
6026                 if (!rq_i->core_pick)
6027                         continue;
6028
6029                 /*
6030                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
6031                  * fi_before     fi      update?
6032                  *  0            0       1
6033                  *  0            1       1
6034                  *  1            0       1
6035                  *  1            1       0
6036                  */
6037                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle_count))
6038                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, !!rq->core->core_forceidle_count);
6039
6040                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
6041
6042                 if (i == cpu) {
6043                         rq_i->core_pick = NULL;
6044                         continue;
6045                 }
6046
6047                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
6048                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
6049
6050                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
6051                         rq_i->core_pick = NULL;
6052                         continue;
6053                 }
6054
6055                 resched_curr(rq_i);
6056         }
6057
6058 out_set_next:
6059         set_next_task(rq, next);
6060 out:
6061         if (rq->core->core_forceidle_count && next == rq->idle)
6062                 queue_core_balance(rq);
6063
6064         return next;
6065 }
6066
6067 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
6068 {
6069         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
6070         struct task_struct *p;
6071         unsigned long cookie;
6072         bool success = false;
6073
6074         local_irq_disable();
6075         double_rq_lock(dst, src);
6076
6077         cookie = dst->core->core_cookie;
6078         if (!cookie)
6079                 goto unlock;
6080
6081         if (dst->curr != dst->idle)
6082                 goto unlock;
6083
6084         p = sched_core_find(src, cookie);
6085         if (p == src->idle)
6086                 goto unlock;
6087
6088         do {
6089                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
6090                         goto next;
6091
6092                 if (!is_cpu_allowed(p, this))
6093                         goto next;
6094
6095                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
6096                         goto next;
6097
6098                 deactivate_task(src, p, 0);
6099                 set_task_cpu(p, this);
6100                 activate_task(dst, p, 0);
6101
6102                 resched_curr(dst);
6103
6104                 success = true;
6105                 break;
6106
6107 next:
6108                 p = sched_core_next(p, cookie);
6109         } while (p);
6110
6111 unlock:
6112         double_rq_unlock(dst, src);
6113         local_irq_enable();
6114
6115         return success;
6116 }
6117
6118 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
6119 {
6120         int i;
6121
6122         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
6123                 if (i == cpu)
6124                         continue;
6125
6126                 if (need_resched())
6127                         break;
6128
6129                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
6130                         return true;
6131         }
6132
6133         return false;
6134 }
6135
6136 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
6137 {
6138         struct sched_domain *sd;
6139         int cpu = cpu_of(rq);
6140
6141         preempt_disable();
6142         rcu_read_lock();
6143         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6144         for_each_domain(cpu, sd) {
6145                 if (need_resched())
6146                         break;
6147
6148                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
6149                         break;
6150         }
6151         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
6152         rcu_read_unlock();
6153         preempt_enable();
6154 }
6155
6156 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
6157
6158 static void queue_core_balance(struct rq *rq)
6159 {
6160         if (!sched_core_enabled(rq))
6161                 return;
6162
6163         if (!rq->core->core_cookie)
6164                 return;
6165
6166         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
6167                 return;
6168
6169         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
6170 }
6171
6172 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
6173 {
6174         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6175         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6176         unsigned long flags;
6177         int t;
6178
6179         sched_core_lock(cpu, &flags);
6180
6181         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6182
6183         /* if we're the first, we'll be our own leader */
6184         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
6185                 goto unlock;
6186
6187         /* find the leader */
6188         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6189                 if (t == cpu)
6190                         continue;
6191                 rq = cpu_rq(t);
6192                 if (rq->core == rq) {
6193                         core_rq = rq;
6194                         break;
6195                 }
6196         }
6197
6198         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
6199                 goto unlock;
6200
6201         /* install and validate core_rq */
6202         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6203                 rq = cpu_rq(t);
6204
6205                 if (t == cpu)
6206                         rq->core = core_rq;
6207
6208                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
6209         }
6210
6211 unlock:
6212         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6213 }
6214
6215 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6216 {
6217         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6218         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6219         unsigned long flags;
6220         int t;
6221
6222         sched_core_lock(cpu, &flags);
6223
6224         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6225         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6226                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6227                 goto unlock;
6228         }
6229
6230         /* if we're not the leader, nothing to do */
6231         if (rq->core != rq)
6232                 goto unlock;
6233
6234         /* find a new leader */
6235         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6236                 if (t == cpu)
6237                         continue;
6238                 core_rq = cpu_rq(t);
6239                 break;
6240         }
6241
6242         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6243                 goto unlock;
6244
6245         /* copy the shared state to the new leader */
6246         core_rq->core_task_seq             = rq->core_task_seq;
6247         core_rq->core_pick_seq             = rq->core_pick_seq;
6248         core_rq->core_cookie               = rq->core_cookie;
6249         core_rq->core_forceidle_count      = rq->core_forceidle_count;
6250         core_rq->core_forceidle_seq        = rq->core_forceidle_seq;
6251         core_rq->core_forceidle_occupation = rq->core_forceidle_occupation;
6252
6253         /*
6254          * Accounting edge for forced idle is handled in pick_next_task().
6255          * Don't need another one here, since the hotplug thread shouldn't
6256          * have a cookie.
6257          */
6258         core_rq->core_forceidle_start = 0;
6259
6260         /* install new leader */
6261         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6262                 rq = cpu_rq(t);
6263                 rq->core = core_rq;
6264         }
6265
6266 unlock:
6267         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6268 }
6269
6270 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6271 {
6272         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6273
6274         if (rq->core != rq)
6275                 rq->core = rq;
6276 }
6277
6278 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6279
6280 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6281 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6282 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6283
6284 static struct task_struct *
6285 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6286 {
6287         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6288 }
6289
6290 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6291
6292 /*
6293  * Constants for the sched_mode argument of __schedule().
6294  *
6295  * The mode argument allows RT enabled kernels to differentiate a
6296  * preemption from blocking on an 'sleeping' spin/rwlock. Note that
6297  * SM_MASK_PREEMPT for !RT has all bits set, which allows the compiler to
6298  * optimize the AND operation out and just check for zero.
6299  */
6300 #define SM_NONE                 0x0
6301 #define SM_PREEMPT              0x1
6302 #define SM_RTLOCK_WAIT          0x2
6303
6304 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
6305 # define SM_MASK_PREEMPT        (~0U)
6306 #else
6307 # define SM_MASK_PREEMPT        SM_PREEMPT
6308 #endif
6309
6310 /*
6311  * __schedule() is the main scheduler function.
6312  *
6313  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6314  *
6315  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6316  *
6317  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6318  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6319  *
6320  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6321  *      interrupt handler scheduler_tick().
6322  *
6323  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6324  *      task to the run-queue and that's it.
6325  *
6326  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6327  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6328  *      called on the nearest possible occasion:
6329  *
6330  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6331  *
6332  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6333  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6334  *           spin_unlock()!)
6335  *
6336  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6337  *           preemptible context
6338  *
6339  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6340  *         then at the next:
6341  *
6342  *          - cond_resched() call
6343  *          - explicit schedule() call
6344  *          - return from syscall or exception to user-space
6345  *          - return from interrupt-handler to user-space
6346  *
6347  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6348  */
6349 static void __sched notrace __schedule(unsigned int sched_mode)
6350 {
6351         struct task_struct *prev, *next;
6352         unsigned long *switch_count;
6353         unsigned long prev_state;
6354         struct rq_flags rf;
6355         struct rq *rq;
6356         int cpu;
6357
6358         cpu = smp_processor_id();
6359         rq = cpu_rq(cpu);
6360         prev = rq->curr;
6361
6362         schedule_debug(prev, !!sched_mode);
6363
6364         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6365                 hrtick_clear(rq);
6366
6367         local_irq_disable();
6368         rcu_note_context_switch(!!sched_mode);
6369
6370         /*
6371          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6372          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6373          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6374          *
6375          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6376          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6377          *                                        wake_up_state(p, state)
6378          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6379          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6380          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6381          *
6382          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6383          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6384          */
6385         rq_lock(rq, &rf);
6386         smp_mb__after_spinlock();
6387
6388         /* Promote REQ to ACT */
6389         rq->clock_update_flags <<= 1;
6390         update_rq_clock(rq);
6391
6392         switch_count = &prev->nivcsw;
6393
6394         /*
6395          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6396          * that we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6397          */
6398         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6399         if (!(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT) && prev_state) {
6400                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6401                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6402                 } else {
6403                         prev->sched_contributes_to_load =
6404                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6405                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6406                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
6407
6408                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6409                                 rq->nr_uninterruptible++;
6410
6411                         /*
6412                          * __schedule()                 ttwu()
6413                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6414                          *   if (prev_state)                goto out;
6415                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6416                          *                                p->state = TASK_WAKING
6417                          *
6418                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6419                          *
6420                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6421                          */
6422                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6423
6424                         if (prev->in_iowait) {
6425                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6426                                 delayacct_blkio_start();
6427                         }
6428                 }
6429                 switch_count = &prev->nvcsw;
6430         }
6431
6432         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6433         clear_tsk_need_resched(prev);
6434         clear_preempt_need_resched();
6435 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6436         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6437 #endif
6438
6439         if (likely(prev != next)) {
6440                 rq->nr_switches++;
6441                 /*
6442                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6443                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6444                  */
6445                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6446                 /*
6447                  * The membarrier system call requires each architecture
6448                  * to have a full memory barrier after updating
6449                  * rq->curr, before returning to user-space.
6450                  *
6451                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6452                  * various architectures:
6453                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6454                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6455                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6456                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6457                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6458                  *   is a RELEASE barrier),
6459                  */
6460                 ++*switch_count;
6461
6462                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6463                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6464
6465                 trace_sched_switch(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT, prev, next, prev_state);
6466
6467                 /* Also unlocks the rq: */
6468                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6469         } else {
6470                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6471
6472                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6473                 __balance_callbacks(rq);
6474                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6475         }
6476 }
6477
6478 void __noreturn do_task_dead(void)
6479 {
6480         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6481         set_special_state(TASK_DEAD);
6482
6483         /* Tell freezer to ignore us: */
6484         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6485
6486         __schedule(SM_NONE);
6487         BUG();
6488
6489         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6490         for (;;)
6491                 cpu_relax();
6492 }
6493
6494 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6495 {
6496         unsigned int task_flags;
6497
6498         if (task_is_running(tsk))
6499                 return;
6500
6501         task_flags = tsk->flags;
6502         /*
6503          * If a worker goes to sleep, notify and ask workqueue whether it
6504          * wants to wake up a task to maintain concurrency.
6505          */
6506         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6507                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6508                         wq_worker_sleeping(tsk);
6509                 else
6510                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6511         }
6512
6513         /*
6514          * spinlock and rwlock must not flush block requests.  This will
6515          * deadlock if the callback attempts to acquire a lock which is
6516          * already acquired.
6517          */
6518         SCHED_WARN_ON(current->__state & TASK_RTLOCK_WAIT);
6519
6520         /*
6521          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6522          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6523          */
6524         blk_flush_plug(tsk->plug, true);
6525 }
6526
6527 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6528 {
6529         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6530                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6531                         wq_worker_running(tsk);
6532                 else
6533                         io_wq_worker_running(tsk);
6534         }
6535 }
6536
6537 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6538 {
6539         struct task_struct *tsk = current;
6540
6541         sched_submit_work(tsk);
6542         do {
6543                 preempt_disable();
6544                 __schedule(SM_NONE);
6545                 sched_preempt_enable_no_resched();
6546         } while (need_resched());
6547         sched_update_worker(tsk);
6548 }
6549 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6550
6551 /*
6552  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6553  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6554  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6555  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6556  * (schedule out non-voluntarily).
6557  *
6558  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6559  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6560  */
6561 void __sched schedule_idle(void)
6562 {
6563         /*
6564          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6565          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6566          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6567          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6568          * TASK_RUNNING state.
6569          */
6570         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6571         do {
6572                 __schedule(SM_NONE);
6573         } while (need_resched());
6574 }
6575
6576 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
6577 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6578 {
6579         /*
6580          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6581          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6582          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6583          * we find a better solution.
6584          *
6585          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6586          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6587          * too frequently to make sense yet.
6588          */
6589         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6590         schedule();
6591         exception_exit(prev_state);
6592 }
6593 #endif
6594
6595 /**
6596  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6597  *
6598  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6599  */
6600 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6601 {
6602         sched_preempt_enable_no_resched();
6603         schedule();
6604         preempt_disable();
6605 }
6606
6607 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
6608 void __sched notrace schedule_rtlock(void)
6609 {
6610         do {
6611                 preempt_disable();
6612                 __schedule(SM_RTLOCK_WAIT);
6613                 sched_preempt_enable_no_resched();
6614         } while (need_resched());
6615 }
6616 NOKPROBE_SYMBOL(schedule_rtlock);
6617 #endif
6618
6619 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6620 {
6621         do {
6622                 /*
6623                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6624                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6625                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6626                  * by the function tracer will call this function again and
6627                  * cause infinite recursion.
6628                  *
6629                  * Preemption must be disabled here before the function
6630                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6631                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6632                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6633                  * which can also be traced by the function tracer.
6634                  */
6635                 preempt_disable_notrace();
6636                 preempt_latency_start(1);
6637                 __schedule(SM_PREEMPT);
6638                 preempt_latency_stop(1);
6639                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6640
6641                 /*
6642                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6643                  * between schedule and now.
6644                  */
6645         } while (need_resched());
6646 }
6647
6648 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6649 /*
6650  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6651  * off of preempt_enable.
6652  */
6653 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6654 {
6655         /*
6656          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6657          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6658          */
6659         if (likely(!preemptible()))
6660                 return;
6661         preempt_schedule_common();
6662 }
6663 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6664 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6665
6666 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6667 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6668 #ifndef preempt_schedule_dynamic_enabled
6669 #define preempt_schedule_dynamic_enabled        preempt_schedule
6670 #define preempt_schedule_dynamic_disabled       NULL
6671 #endif
6672 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, preempt_schedule_dynamic_enabled);
6673 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6674 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6675 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule);
6676 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule(void)
6677 {
6678         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule))
6679                 return;
6680         preempt_schedule();
6681 }
6682 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6683 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6684 #endif
6685 #endif
6686
6687 /**
6688  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6689  *
6690  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6691  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6692  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6693  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6694  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6695  * to be called when the system is still in usermode.
6696  *
6697  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6698  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6699  * calling the scheduler.
6700  */
6701 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6702 {
6703         enum ctx_state prev_ctx;
6704
6705         if (likely(!preemptible()))
6706                 return;
6707
6708         do {
6709                 /*
6710                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6711                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6712                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6713                  * by the function tracer will call this function again and
6714                  * cause infinite recursion.
6715                  *
6716                  * Preemption must be disabled here before the function
6717                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6718                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6719                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6720                  * which can also be traced by the function tracer.
6721                  */
6722                 preempt_disable_notrace();
6723                 preempt_latency_start(1);
6724                 /*
6725                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6726                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6727                  * an infinite recursion.
6728                  */
6729                 prev_ctx = exception_enter();
6730                 __schedule(SM_PREEMPT);
6731                 exception_exit(prev_ctx);
6732
6733                 preempt_latency_stop(1);
6734                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6735         } while (need_resched());
6736 }
6737 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6738
6739 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6740 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6741 #ifndef preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled
6742 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled        preempt_schedule_notrace
6743 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_disabled       NULL
6744 #endif
6745 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled);
6746 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6747 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6748 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule_notrace);
6749 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule_notrace(void)
6750 {
6751         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule_notrace))
6752                 return;
6753         preempt_schedule_notrace();
6754 }
6755 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6756 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6757 #endif
6758 #endif
6759
6760 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6761
6762 /*
6763  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6764  * off of irq context.
6765  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6766  * protect us against recursive calling from irq.
6767  */
6768 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6769 {
6770         enum ctx_state prev_state;
6771
6772         /* Catch callers which need to be fixed */
6773         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6774
6775         prev_state = exception_enter();
6776
6777         do {
6778                 preempt_disable();
6779                 local_irq_enable();
6780                 __schedule(SM_PREEMPT);
6781                 local_irq_disable();
6782                 sched_preempt_enable_no_resched();
6783         } while (need_resched());
6784
6785         exception_exit(prev_state);
6786 }
6787
6788 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6789                           void *key)
6790 {
6791         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6792         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6793 }
6794 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6795
6796 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6797 {
6798         if (dl_prio(prio))
6799                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6800         else if (rt_prio(prio))
6801                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6802         else
6803                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6804
6805         p->prio = prio;
6806 }
6807
6808 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6809
6810 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6811 {
6812         if (pi_task)
6813                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6814
6815         return prio;
6816 }
6817
6818 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6819 {
6820         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6821
6822         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6823 }
6824
6825 /*
6826  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6827  * @p: task to boost
6828  * @pi_task: donor task
6829  *
6830  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6831  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6832  *
6833  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6834  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6835  */
6836 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6837 {
6838         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6839                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6840         const struct sched_class *prev_class;
6841         struct rq_flags rf;
6842         struct rq *rq;
6843
6844         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6845         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6846
6847         /*
6848          * If nothing changed; bail early.
6849          */
6850         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6851                 return;
6852
6853         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6854         update_rq_clock(rq);
6855         /*
6856          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6857          * either lock.
6858          *
6859          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6860          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6861          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6862          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6863          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6864          */
6865         p->pi_top_task = pi_task;
6866
6867         /*
6868          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6869          */
6870         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6871                 goto out_unlock;
6872
6873         /*
6874          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6875          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6876          *
6877          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6878          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6879          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6880          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6881          * with interrupts disabled and will complete the lock
6882          * protected section without being interrupted. So there is no
6883          * real need to boost.
6884          */
6885         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6886                 WARN_ON(p != rq->curr);
6887                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6888                 goto out_unlock;
6889         }
6890
6891         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6892         oldprio = p->prio;
6893
6894         if (oldprio == prio)
6895                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6896
6897         prev_class = p->sched_class;
6898         queued = task_on_rq_queued(p);
6899         running = task_current(rq, p);
6900         if (queued)
6901                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6902         if (running)
6903                 put_prev_task(rq, p);
6904
6905         /*
6906          * Boosting condition are:
6907          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6908          *      --> -dl task blocks on mutex A
6909          *
6910          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6911          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6912          *          running task
6913          */
6914         if (dl_prio(prio)) {
6915                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6916                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6917                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6918                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6919                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6920                 } else {
6921                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6922                 }
6923         } else if (rt_prio(prio)) {
6924                 if (dl_prio(oldprio))
6925                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6926                 if (oldprio < prio)
6927                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6928         } else {
6929                 if (dl_prio(oldprio))
6930                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6931                 if (rt_prio(oldprio))
6932                         p->rt.timeout = 0;
6933         }
6934
6935         __setscheduler_prio(p, prio);
6936
6937         if (queued)
6938                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6939         if (running)
6940                 set_next_task(rq, p);
6941
6942         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6943 out_unlock:
6944         /* Avoid rq from going away on us: */
6945         preempt_disable();
6946
6947         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6948         __balance_callbacks(rq);
6949         raw_spin_rq_unlock(rq);
6950
6951         preempt_enable();
6952 }
6953 #else
6954 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6955 {
6956         return prio;
6957 }
6958 #endif
6959
6960 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6961 {
6962         bool queued, running;
6963         int old_prio;
6964         struct rq_flags rf;
6965         struct rq *rq;
6966
6967         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6968                 return;
6969         /*
6970          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6971          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6972          */
6973         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6974         update_rq_clock(rq);
6975
6976         /*
6977          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6978          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6979          * it won't have any effect on scheduling until the task is
6980          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
6981          */
6982         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
6983                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6984                 goto out_unlock;
6985         }
6986         queued = task_on_rq_queued(p);
6987         running = task_current(rq, p);
6988         if (queued)
6989                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
6990         if (running)
6991                 put_prev_task(rq, p);
6992
6993         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6994         set_load_weight(p, true);
6995         old_prio = p->prio;
6996         p->prio = effective_prio(p);
6997
6998         if (queued)
6999                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
7000         if (running)
7001                 set_next_task(rq, p);
7002
7003         /*
7004          * If the task increased its priority or is running and
7005          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
7006          */
7007         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
7008
7009 out_unlock:
7010         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7011 }
7012 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
7013
7014 /*
7015  * is_nice_reduction - check if nice value is an actual reduction
7016  *
7017  * Similar to can_nice() but does not perform a capability check.
7018  *
7019  * @p: task
7020  * @nice: nice value
7021  */
7022 static bool is_nice_reduction(const struct task_struct *p, const int nice)
7023 {
7024         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
7025         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
7026
7027         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE));
7028 }
7029
7030 /*
7031  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
7032  * @p: task
7033  * @nice: nice value
7034  */
7035 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
7036 {
7037         return is_nice_reduction(p, nice) || capable(CAP_SYS_NICE);
7038 }
7039
7040 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
7041
7042 /*
7043  * sys_nice - change the priority of the current process.
7044  * @increment: priority increment
7045  *
7046  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
7047  * does similar things.
7048  */
7049 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
7050 {
7051         long nice, retval;
7052
7053         /*
7054          * Setpriority might change our priority at the same moment.
7055          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
7056          * and we have a single winner.
7057          */
7058         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
7059         nice = task_nice(current) + increment;
7060
7061         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7062         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
7063                 return -EPERM;
7064
7065         retval = security_task_setnice(current, nice);
7066         if (retval)
7067                 return retval;
7068
7069         set_user_nice(current, nice);
7070         return 0;
7071 }
7072
7073 #endif
7074
7075 /**
7076  * task_prio - return the priority value of a given task.
7077  * @p: the task in question.
7078  *
7079  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
7080  *
7081  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
7082  *
7083  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
7084  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
7085  * deadline                     -101             -1           0
7086  */
7087 int task_prio(const struct task_struct *p)
7088 {
7089         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
7090 }
7091
7092 /**
7093  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
7094  * @cpu: the processor in question.
7095  *
7096  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7097  */
7098 int idle_cpu(int cpu)
7099 {
7100         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7101
7102         if (rq->curr != rq->idle)
7103                 return 0;
7104
7105         if (rq->nr_running)
7106                 return 0;
7107
7108 #ifdef CONFIG_SMP
7109         if (rq->ttwu_pending)
7110                 return 0;
7111 #endif
7112
7113         return 1;
7114 }
7115
7116 /**
7117  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
7118  * @cpu: the CPU in question.
7119  *
7120  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7121  */
7122 int available_idle_cpu(int cpu)
7123 {
7124         if (!idle_cpu(cpu))
7125                 return 0;
7126
7127         if (vcpu_is_preempted(cpu))
7128                 return 0;
7129
7130         return 1;
7131 }
7132
7133 /**
7134  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
7135  * @cpu: the processor in question.
7136  *
7137  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
7138  */
7139 struct task_struct *idle_task(int cpu)
7140 {
7141         return cpu_rq(cpu)->idle;
7142 }
7143
7144 #ifdef CONFIG_SMP
7145 /*
7146  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
7147  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
7148  *
7149  * The scheduler tracks the following metrics:
7150  *
7151  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
7152  *   cpu_bw_dl()
7153  *
7154  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
7155  * synchronized windows and are thus directly comparable.
7156  *
7157  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
7158  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
7159  * in the irq utilization.
7160  *
7161  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
7162  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
7163  * required to meet deadlines.
7164  */
7165 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
7166                                  unsigned long max, enum cpu_util_type type,
7167                                  struct task_struct *p)
7168 {
7169         unsigned long dl_util, util, irq;
7170         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7171
7172         if (!uclamp_is_used() &&
7173             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
7174                 return max;
7175         }
7176
7177         /*
7178          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
7179          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7180          * update_irq_load_avg().
7181          */
7182         irq = cpu_util_irq(rq);
7183         if (unlikely(irq >= max))
7184                 return max;
7185
7186         /*
7187          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7188          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7189          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7190          * to obtain the CPU's actual utilization.
7191          *
7192          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7193          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7194          * tasks.
7195          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7196          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7197          */
7198         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7199         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7200                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7201
7202         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7203
7204         /*
7205          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7206          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7207          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7208          * that we select f_max when there is no idle time.
7209          *
7210          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7211          * saturation when we should -- something for later.
7212          */
7213         if (util + dl_util >= max)
7214                 return max;
7215
7216         /*
7217          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7218          * include util_dl and ignore dl_bw.
7219          */
7220         if (type == ENERGY_UTIL)
7221                 util += dl_util;
7222
7223         /*
7224          * There is still idle time; further improve the number by using the
7225          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7226          * need to scale the task numbers:
7227          *
7228          *              max - irq
7229          *   U' = irq + --------- * U
7230          *                 max
7231          */
7232         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7233         util += irq;
7234
7235         /*
7236          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7237          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7238          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7239          * periods of time.
7240          *
7241          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7242          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7243          * an interface. So, we only do the latter for now.
7244          */
7245         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7246                 util += cpu_bw_dl(rq);
7247
7248         return min(max, util);
7249 }
7250
7251 unsigned long sched_cpu_util(int cpu, unsigned long max)
7252 {
7253         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu), max,
7254                                   ENERGY_UTIL, NULL);
7255 }
7256 #endif /* CONFIG_SMP */
7257
7258 /**
7259  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7260  * @pid: the pid in question.
7261  *
7262  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7263  */
7264 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7265 {
7266         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7267 }
7268
7269 /*
7270  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7271  * it calls know not to change it.
7272  */
7273 #define SETPARAM_POLICY -1
7274
7275 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7276                 const struct sched_attr *attr)
7277 {
7278         int policy = attr->sched_policy;
7279
7280         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7281                 policy = p->policy;
7282
7283         p->policy = policy;
7284
7285         if (dl_policy(policy))
7286                 __setparam_dl(p, attr);
7287         else if (fair_policy(policy))
7288                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7289
7290         /*
7291          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7292          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7293          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7294          */
7295         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7296         p->normal_prio = normal_prio(p);
7297         set_load_weight(p, true);
7298 }
7299
7300 /*
7301  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7302  */
7303 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7304 {
7305         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7306         bool match;
7307
7308         rcu_read_lock();
7309         pcred = __task_cred(p);
7310         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7311                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7312         rcu_read_unlock();
7313         return match;
7314 }
7315
7316 /*
7317  * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority.
7318  * Only issue a capable test if needed and only once to avoid an audit
7319  * event on permitted non-privileged operations:
7320  */
7321 static int user_check_sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7322                                          const struct sched_attr *attr,
7323                                          int policy, int reset_on_fork)
7324 {
7325         if (fair_policy(policy)) {
7326                 if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7327                     !is_nice_reduction(p, attr->sched_nice))
7328                         goto req_priv;
7329         }
7330
7331         if (rt_policy(policy)) {
7332                 unsigned long rlim_rtprio = task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7333
7334                 /* Can't set/change the rt policy: */
7335                 if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7336                         goto req_priv;
7337
7338                 /* Can't increase priority: */
7339                 if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7340                     attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7341                         goto req_priv;
7342         }
7343
7344         /*
7345          * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7346          * (safest behavior); in the future we would like to allow
7347          * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7348          * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7349          */
7350         if (dl_policy(policy))
7351                 goto req_priv;
7352
7353         /*
7354          * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7355          * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7356          */
7357         if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7358                 if (!is_nice_reduction(p, task_nice(p)))
7359                         goto req_priv;
7360         }
7361
7362         /* Can't change other user's priorities: */
7363         if (!check_same_owner(p))
7364                 goto req_priv;
7365
7366         /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7367         if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7368                 goto req_priv;
7369
7370         return 0;
7371
7372 req_priv:
7373         if (!capable(CAP_SYS_NICE))
7374                 return -EPERM;
7375
7376         return 0;
7377 }
7378
7379 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7380                                 const struct sched_attr *attr,
7381                                 bool user, bool pi)
7382 {
7383         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7384         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7385         const struct sched_class *prev_class;
7386         struct callback_head *head;
7387         struct rq_flags rf;
7388         int reset_on_fork;
7389         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7390         struct rq *rq;
7391
7392         /* The pi code expects interrupts enabled */
7393         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7394 recheck:
7395         /* Double check policy once rq lock held: */
7396         if (policy < 0) {
7397                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7398                 policy = oldpolicy = p->policy;
7399         } else {
7400                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7401
7402                 if (!valid_policy(policy))
7403                         return -EINVAL;
7404         }
7405
7406         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7407                 return -EINVAL;
7408
7409         /*
7410          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7411          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7412          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7413          */
7414         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7415                 return -EINVAL;
7416         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7417             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7418                 return -EINVAL;
7419
7420         if (user) {
7421                 retval = user_check_sched_setscheduler(p, attr, policy, reset_on_fork);
7422                 if (retval)
7423                         return retval;
7424
7425                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7426                         return -EINVAL;
7427
7428                 retval = security_task_setscheduler(p);
7429                 if (retval)
7430                         return retval;
7431         }
7432
7433         /* Update task specific "requested" clamps */
7434         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7435                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7436                 if (retval)
7437                         return retval;
7438         }
7439
7440         if (pi)
7441                 cpuset_read_lock();
7442
7443         /*
7444          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7445          * changing the priority of the task:
7446          *
7447          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7448          * runqueue lock must be held.
7449          */
7450         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7451         update_rq_clock(rq);
7452
7453         /*
7454          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7455          */
7456         if (p == rq->stop) {
7457                 retval = -EINVAL;
7458                 goto unlock;
7459         }
7460
7461         /*
7462          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7463          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7464          */
7465         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7466                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7467                         goto change;
7468                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7469                         goto change;
7470                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7471                         goto change;
7472                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7473                         goto change;
7474
7475                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7476                 retval = 0;
7477                 goto unlock;
7478         }
7479 change:
7480
7481         if (user) {
7482 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7483                 /*
7484                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7485                  * assigned.
7486                  */
7487                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7488                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7489                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7490                         retval = -EPERM;
7491                         goto unlock;
7492                 }
7493 #endif
7494 #ifdef CONFIG_SMP
7495                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7496                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7497                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7498
7499                         /*
7500                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7501                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7502                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7503                          */
7504                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7505                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7506                                 retval = -EPERM;
7507                                 goto unlock;
7508                         }
7509                 }
7510 #endif
7511         }
7512
7513         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7514         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7515                 policy = oldpolicy = -1;
7516                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7517                 if (pi)
7518                         cpuset_read_unlock();
7519                 goto recheck;
7520         }
7521
7522         /*
7523          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7524          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7525          * is available.
7526          */
7527         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7528                 retval = -EBUSY;
7529                 goto unlock;
7530         }
7531
7532         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7533         oldprio = p->prio;
7534
7535         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7536         if (pi) {
7537                 /*
7538                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7539                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7540                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7541                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7542                  * itself.
7543                  */
7544                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7545                 if (newprio == oldprio)
7546                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7547         }
7548
7549         queued = task_on_rq_queued(p);
7550         running = task_current(rq, p);
7551         if (queued)
7552                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7553         if (running)
7554                 put_prev_task(rq, p);
7555
7556         prev_class = p->sched_class;
7557
7558         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7559                 __setscheduler_params(p, attr);
7560                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7561         }
7562         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7563
7564         if (queued) {
7565                 /*
7566                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7567                  * increased (user space view).
7568                  */
7569                 if (oldprio < p->prio)
7570                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7571
7572                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7573         }
7574         if (running)
7575                 set_next_task(rq, p);
7576
7577         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7578
7579         /* Avoid rq from going away on us: */
7580         preempt_disable();
7581         head = splice_balance_callbacks(rq);
7582         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7583
7584         if (pi) {
7585                 cpuset_read_unlock();
7586                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7587         }
7588
7589         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7590         balance_callbacks(rq, head);
7591         preempt_enable();
7592
7593         return 0;
7594
7595 unlock:
7596         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7597         if (pi)
7598                 cpuset_read_unlock();
7599         return retval;
7600 }
7601
7602 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7603                                const struct sched_param *param, bool check)
7604 {
7605         struct sched_attr attr = {
7606                 .sched_policy   = policy,
7607                 .sched_priority = param->sched_priority,
7608                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7609         };
7610
7611         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7612         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7613                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7614                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7615                 attr.sched_policy = policy;
7616         }
7617
7618         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7619 }
7620 /**
7621  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7622  * @p: the task in question.
7623  * @policy: new policy.
7624  * @param: structure containing the new RT priority.
7625  *
7626  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7627  *
7628  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7629  *
7630  * NOTE that the task may be already dead.
7631  */
7632 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7633                        const struct sched_param *param)
7634 {
7635         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7636 }
7637
7638 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7639 {
7640         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7641 }
7642
7643 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7644 {
7645         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7646 }
7647 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7648
7649 /**
7650  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7651  * @p: the task in question.
7652  * @policy: new policy.
7653  * @param: structure containing the new RT priority.
7654  *
7655  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7656  * current context has permission.  For example, this is needed in
7657  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7658  * but our caller might not have that capability.
7659  *
7660  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7661  */
7662 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7663                                const struct sched_param *param)
7664 {
7665         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7666 }
7667
7668 /*
7669  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7670  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7671  * be doing.
7672  *
7673  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7674  *
7675  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7676  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7677  * and smash them together and still expect them to work.
7678  *
7679  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7680  *
7681  *   MAX_RT_PRIO / 2
7682  *
7683  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7684  * know enough information to make a sensible choice.
7685  */
7686 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7687 {
7688         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7689         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7690 }
7691 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7692
7693 /*
7694  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7695  */
7696 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7697 {
7698         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7699         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7700 }
7701 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7702
7703 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7704 {
7705         struct sched_attr attr = {
7706                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7707                 .sched_nice = nice,
7708         };
7709         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7710 }
7711 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7712
7713 static int
7714 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7715 {
7716         struct sched_param lparam;
7717         struct task_struct *p;
7718         int retval;
7719
7720         if (!param || pid < 0)
7721                 return -EINVAL;
7722         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7723                 return -EFAULT;
7724
7725         rcu_read_lock();
7726         retval = -ESRCH;
7727         p = find_process_by_pid(pid);
7728         if (likely(p))
7729                 get_task_struct(p);
7730         rcu_read_unlock();
7731
7732         if (likely(p)) {
7733                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7734                 put_task_struct(p);
7735         }
7736
7737         return retval;
7738 }
7739
7740 /*
7741  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7742  */
7743 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7744 {
7745         u32 size;
7746         int ret;
7747
7748         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7749         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7750
7751         ret = get_user(size, &uattr->size);
7752         if (ret)
7753                 return ret;
7754
7755         /* ABI compatibility quirk: */
7756         if (!size)
7757                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7758         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7759                 goto err_size;
7760
7761         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7762         if (ret) {
7763                 if (ret == -E2BIG)
7764                         goto err_size;
7765                 return ret;
7766         }
7767
7768         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7769             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7770                 return -EINVAL;
7771
7772         /*
7773          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7774          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7775          */
7776         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7777
7778         return 0;
7779
7780 err_size:
7781         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7782         return -E2BIG;
7783 }
7784
7785 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
7786 {
7787         if (task_has_dl_policy(p))
7788                 __getparam_dl(p, attr);
7789         else if (task_has_rt_policy(p))
7790                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
7791         else
7792                 attr->sched_nice = task_nice(p);
7793 }
7794
7795 /**
7796  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7797  * @pid: the pid in question.
7798  * @policy: new policy.
7799  * @param: structure containing the new RT priority.
7800  *
7801  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7802  */
7803 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7804 {
7805         if (policy < 0)
7806                 return -EINVAL;
7807
7808         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7809 }
7810
7811 /**
7812  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7813  * @pid: the pid in question.
7814  * @param: structure containing the new RT priority.
7815  *
7816  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7817  */
7818 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7819 {
7820         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7821 }
7822
7823 /**
7824  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7825  * @pid: the pid in question.
7826  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7827  * @flags: for future extension.
7828  */
7829 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7830                                unsigned int, flags)
7831 {
7832         struct sched_attr attr;
7833         struct task_struct *p;
7834         int retval;
7835
7836         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7837                 return -EINVAL;
7838
7839         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7840         if (retval)
7841                 return retval;
7842
7843         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7844                 return -EINVAL;
7845         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7846                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7847
7848         rcu_read_lock();
7849         retval = -ESRCH;
7850         p = find_process_by_pid(pid);
7851         if (likely(p))
7852                 get_task_struct(p);
7853         rcu_read_unlock();
7854
7855         if (likely(p)) {
7856                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
7857                         get_params(p, &attr);
7858                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7859                 put_task_struct(p);
7860         }
7861
7862         return retval;
7863 }
7864
7865 /**
7866  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7867  * @pid: the pid in question.
7868  *
7869  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7870  * code.
7871  */
7872 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7873 {
7874         struct task_struct *p;
7875         int retval;
7876
7877         if (pid < 0)
7878                 return -EINVAL;
7879
7880         retval = -ESRCH;
7881         rcu_read_lock();
7882         p = find_process_by_pid(pid);
7883         if (p) {
7884                 retval = security_task_getscheduler(p);
7885                 if (!retval)
7886                         retval = p->policy
7887                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7888         }
7889         rcu_read_unlock();
7890         return retval;
7891 }
7892
7893 /**
7894  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7895  * @pid: the pid in question.
7896  * @param: structure containing the RT priority.
7897  *
7898  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7899  * code.
7900  */
7901 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7902 {
7903         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7904         struct task_struct *p;
7905         int retval;
7906
7907         if (!param || pid < 0)
7908                 return -EINVAL;
7909
7910         rcu_read_lock();
7911         p = find_process_by_pid(pid);
7912         retval = -ESRCH;
7913         if (!p)
7914                 goto out_unlock;
7915
7916         retval = security_task_getscheduler(p);
7917         if (retval)
7918                 goto out_unlock;
7919
7920         if (task_has_rt_policy(p))
7921                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7922         rcu_read_unlock();
7923
7924         /*
7925          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7926          */
7927         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7928
7929         return retval;
7930
7931 out_unlock:
7932         rcu_read_unlock();
7933         return retval;
7934 }
7935
7936 /*
7937  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7938  * than what user-space knows about) to user-space.
7939  *
7940  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7941  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7942  * have the same size.
7943  */
7944 static int
7945 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7946                         struct sched_attr *kattr,
7947                         unsigned int usize)
7948 {
7949         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7950
7951         if (!access_ok(uattr, usize))
7952                 return -EFAULT;
7953
7954         /*
7955          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7956          *
7957          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7958          *
7959          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7960          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7961          *
7962          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7963          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7964          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7965          * which is set to ksize in this case.
7966          */
7967         kattr->size = min(usize, ksize);
7968
7969         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7970                 return -EFAULT;
7971
7972         return 0;
7973 }
7974
7975 /**
7976  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
7977  * @pid: the pid in question.
7978  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7979  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
7980  * @flags: for future extension.
7981  */
7982 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7983                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
7984 {
7985         struct sched_attr kattr = { };
7986         struct task_struct *p;
7987         int retval;
7988
7989         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
7990             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
7991                 return -EINVAL;
7992
7993         rcu_read_lock();
7994         p = find_process_by_pid(pid);
7995         retval = -ESRCH;
7996         if (!p)
7997                 goto out_unlock;
7998
7999         retval = security_task_getscheduler(p);
8000         if (retval)
8001                 goto out_unlock;
8002
8003         kattr.sched_policy = p->policy;
8004         if (p->sched_reset_on_fork)
8005                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
8006         get_params(p, &kattr);
8007         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
8008
8009 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
8010         /*
8011          * This could race with another potential updater, but this is fine
8012          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
8013          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
8014          */
8015         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
8016         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
8017 #endif
8018
8019         rcu_read_unlock();
8020
8021         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
8022
8023 out_unlock:
8024         rcu_read_unlock();
8025         return retval;
8026 }
8027
8028 #ifdef CONFIG_SMP
8029 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8030 {
8031         int ret = 0;
8032
8033         /*
8034          * If the task isn't a deadline task or admission control is
8035          * disabled then we don't care about affinity changes.
8036          */
8037         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
8038                 return 0;
8039
8040         /*
8041          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
8042          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
8043          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
8044          * root_domain.
8045          */
8046         rcu_read_lock();
8047         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
8048                 ret = -EBUSY;
8049         rcu_read_unlock();
8050         return ret;
8051 }
8052 #endif
8053
8054 static int
8055 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8056 {
8057         int retval;
8058         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
8059
8060         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
8061                 return -ENOMEM;
8062
8063         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
8064                 retval = -ENOMEM;
8065                 goto out_free_cpus_allowed;
8066         }
8067
8068         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8069         cpumask_and(new_mask, mask, cpus_allowed);
8070
8071         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
8072         if (retval)
8073                 goto out_free_new_mask;
8074 again:
8075         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK | SCA_USER);
8076         if (retval)
8077                 goto out_free_new_mask;
8078
8079         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8080         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
8081                 /*
8082                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
8083                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
8084                  */
8085                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8086                 goto again;
8087         }
8088
8089 out_free_new_mask:
8090         free_cpumask_var(new_mask);
8091 out_free_cpus_allowed:
8092         free_cpumask_var(cpus_allowed);
8093         return retval;
8094 }
8095
8096 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
8097 {
8098         struct task_struct *p;
8099         int retval;
8100
8101         rcu_read_lock();
8102
8103         p = find_process_by_pid(pid);
8104         if (!p) {
8105                 rcu_read_unlock();
8106                 return -ESRCH;
8107         }
8108
8109         /* Prevent p going away */
8110         get_task_struct(p);
8111         rcu_read_unlock();
8112
8113         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8114                 retval = -EINVAL;
8115                 goto out_put_task;
8116         }
8117
8118         if (!check_same_owner(p)) {
8119                 rcu_read_lock();
8120                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
8121                         rcu_read_unlock();
8122                         retval = -EPERM;
8123                         goto out_put_task;
8124                 }
8125                 rcu_read_unlock();
8126         }
8127
8128         retval = security_task_setscheduler(p);
8129         if (retval)
8130                 goto out_put_task;
8131
8132         retval = __sched_setaffinity(p, in_mask);
8133 out_put_task:
8134         put_task_struct(p);
8135         return retval;
8136 }
8137
8138 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
8139                              struct cpumask *new_mask)
8140 {
8141         if (len < cpumask_size())
8142                 cpumask_clear(new_mask);
8143         else if (len > cpumask_size())
8144                 len = cpumask_size();
8145
8146         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
8147 }
8148
8149 /**
8150  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
8151  * @pid: pid of the process
8152  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8153  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
8154  *
8155  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8156  */
8157 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8158                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8159 {
8160         cpumask_var_t new_mask;
8161         int retval;
8162
8163         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
8164                 return -ENOMEM;
8165
8166         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
8167         if (retval == 0)
8168                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
8169         free_cpumask_var(new_mask);
8170         return retval;
8171 }
8172
8173 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
8174 {
8175         struct task_struct *p;
8176         unsigned long flags;
8177         int retval;
8178
8179         rcu_read_lock();
8180
8181         retval = -ESRCH;
8182         p = find_process_by_pid(pid);
8183         if (!p)
8184                 goto out_unlock;
8185
8186         retval = security_task_getscheduler(p);
8187         if (retval)
8188                 goto out_unlock;
8189
8190         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
8191         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
8192         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
8193
8194 out_unlock:
8195         rcu_read_unlock();
8196
8197         return retval;
8198 }
8199
8200 /**
8201  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8202  * @pid: pid of the process
8203  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8204  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8205  *
8206  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8207  * error code otherwise.
8208  */
8209 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8210                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8211 {
8212         int ret;
8213         cpumask_var_t mask;
8214
8215         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8216                 return -EINVAL;
8217         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8218                 return -EINVAL;
8219
8220         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8221                 return -ENOMEM;
8222
8223         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8224         if (ret == 0) {
8225                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8226
8227                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
8228                         ret = -EFAULT;
8229                 else
8230                         ret = retlen;
8231         }
8232         free_cpumask_var(mask);
8233
8234         return ret;
8235 }
8236
8237 static void do_sched_yield(void)
8238 {
8239         struct rq_flags rf;
8240         struct rq *rq;
8241
8242         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8243
8244         schedstat_inc(rq->yld_count);
8245         current->sched_class->yield_task(rq);
8246
8247         preempt_disable();
8248         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8249         sched_preempt_enable_no_resched();
8250
8251         schedule();
8252 }
8253
8254 /**
8255  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8256  *
8257  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8258  * other threads running on this CPU then this function will return.
8259  *
8260  * Return: 0.
8261  */
8262 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8263 {
8264         do_sched_yield();
8265         return 0;
8266 }
8267
8268 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8269 int __sched __cond_resched(void)
8270 {
8271         if (should_resched(0)) {
8272                 preempt_schedule_common();
8273                 return 1;
8274         }
8275         /*
8276          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8277          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8278          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8279          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8280          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8281          * processes executing in kernel context might never report an
8282          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8283          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8284          * is in urgent need of one.
8285          */
8286 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8287         rcu_all_qs();
8288 #endif
8289         return 0;
8290 }
8291 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8292 #endif
8293
8294 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8295 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8296 #define cond_resched_dynamic_enabled    __cond_resched
8297 #define cond_resched_dynamic_disabled   ((void *)&__static_call_return0)
8298 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8299 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8300
8301 #define might_resched_dynamic_enabled   __cond_resched
8302 #define might_resched_dynamic_disabled  ((void *)&__static_call_return0)
8303 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8304 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8305 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8306 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_cond_resched);
8307 int __sched dynamic_cond_resched(void)
8308 {
8309         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_cond_resched))
8310                 return 0;
8311         return __cond_resched();
8312 }
8313 EXPORT_SYMBOL(dynamic_cond_resched);
8314
8315 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_might_resched);
8316 int __sched dynamic_might_resched(void)
8317 {
8318         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_might_resched))
8319                 return 0;
8320         return __cond_resched();
8321 }
8322 EXPORT_SYMBOL(dynamic_might_resched);
8323 #endif
8324 #endif
8325
8326 /*
8327  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8328  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8329  *
8330  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8331  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8332  * spin_unlock(), once by hand).
8333  */
8334 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8335 {
8336         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8337         int ret = 0;
8338
8339         lockdep_assert_held(lock);
8340
8341         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8342                 spin_unlock(lock);
8343                 if (!_cond_resched())
8344                         cpu_relax();
8345                 ret = 1;
8346                 spin_lock(lock);
8347         }
8348         return ret;
8349 }
8350 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8351
8352 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8353 {
8354         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8355         int ret = 0;
8356
8357         lockdep_assert_held_read(lock);
8358
8359         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8360                 read_unlock(lock);
8361                 if (!_cond_resched())
8362                         cpu_relax();
8363                 ret = 1;
8364                 read_lock(lock);
8365         }
8366         return ret;
8367 }
8368 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8369
8370 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8371 {
8372         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8373         int ret = 0;
8374
8375         lockdep_assert_held_write(lock);
8376
8377         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8378                 write_unlock(lock);
8379                 if (!_cond_resched())
8380                         cpu_relax();
8381                 ret = 1;
8382                 write_lock(lock);
8383         }
8384         return ret;
8385 }
8386 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8387
8388 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8389
8390 #ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
8391 #include <linux/entry-common.h>
8392 #endif
8393
8394 /*
8395  * SC:cond_resched
8396  * SC:might_resched
8397  * SC:preempt_schedule
8398  * SC:preempt_schedule_notrace
8399  * SC:irqentry_exit_cond_resched
8400  *
8401  *
8402  * NONE:
8403  *   cond_resched               <- __cond_resched
8404  *   might_resched              <- RET0
8405  *   preempt_schedule           <- NOP
8406  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8407  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8408  *
8409  * VOLUNTARY:
8410  *   cond_resched               <- __cond_resched
8411  *   might_resched              <- __cond_resched
8412  *   preempt_schedule           <- NOP
8413  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8414  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8415  *
8416  * FULL:
8417  *   cond_resched               <- RET0
8418  *   might_resched              <- RET0
8419  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
8420  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
8421  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
8422  */
8423
8424 enum {
8425         preempt_dynamic_undefined = -1,
8426         preempt_dynamic_none,
8427         preempt_dynamic_voluntary,
8428         preempt_dynamic_full,
8429 };
8430
8431 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_undefined;
8432
8433 int sched_dynamic_mode(const char *str)
8434 {
8435         if (!strcmp(str, "none"))
8436                 return preempt_dynamic_none;
8437
8438         if (!strcmp(str, "voluntary"))
8439                 return preempt_dynamic_voluntary;
8440
8441         if (!strcmp(str, "full"))
8442                 return preempt_dynamic_full;
8443
8444         return -EINVAL;
8445 }
8446
8447 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8448 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_call_update(f, f##_dynamic_enabled)
8449 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_call_update(f, f##_dynamic_disabled)
8450 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8451 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_key_enable(&sk_dynamic_##f.key)
8452 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_key_disable(&sk_dynamic_##f.key)
8453 #else
8454 #error "Unsupported PREEMPT_DYNAMIC mechanism"
8455 #endif
8456
8457 void sched_dynamic_update(int mode)
8458 {
8459         /*
8460          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
8461          * the ZERO state, which is invalid.
8462          */
8463         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8464         preempt_dynamic_enable(might_resched);
8465         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8466         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8467         preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8468
8469         switch (mode) {
8470         case preempt_dynamic_none:
8471                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8472                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8473                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8474                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8475                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8476                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
8477                 break;
8478
8479         case preempt_dynamic_voluntary:
8480                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8481                 preempt_dynamic_enable(might_resched);
8482                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8483                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8484                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8485                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
8486                 break;
8487
8488         case preempt_dynamic_full:
8489                 preempt_dynamic_disable(cond_resched);
8490                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8491                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8492                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8493                 preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8494                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8495                 break;
8496         }
8497
8498         preempt_dynamic_mode = mode;
8499 }
8500
8501 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
8502 {
8503         int mode = sched_dynamic_mode(str);
8504         if (mode < 0) {
8505                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
8506                 return 0;
8507         }
8508
8509         sched_dynamic_update(mode);
8510         return 1;
8511 }
8512 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
8513
8514 static void __init preempt_dynamic_init(void)
8515 {
8516         if (preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined) {
8517                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_NONE)) {
8518                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_none);
8519                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY)) {
8520                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_voluntary);
8521                 } else {
8522                         /* Default static call setting, nothing to do */
8523                         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT));
8524                         preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
8525                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8526                 }
8527         }
8528 }
8529
8530 #define PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(mode) \
8531         bool preempt_model_##mode(void)                                          \
8532         {                                                                        \
8533                 WARN_ON_ONCE(preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined); \
8534                 return preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_##mode;           \
8535         }                                                                        \
8536         EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_model_##mode)
8537
8538 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(none);
8539 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(voluntary);
8540 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(full);
8541
8542 #else /* !CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8543
8544 static inline void preempt_dynamic_init(void) { }
8545
8546 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8547
8548 /**
8549  * yield - yield the current processor to other threads.
8550  *
8551  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8552  *
8553  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8554  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8555  * it, it's already broken.
8556  *
8557  * Typical broken usage is:
8558  *
8559  * while (!event)
8560  *      yield();
8561  *
8562  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8563  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8564  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8565  *
8566  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8567  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8568  * If you still want to use yield(), do not!
8569  */
8570 void __sched yield(void)
8571 {
8572         set_current_state(TASK_RUNNING);
8573         do_sched_yield();
8574 }
8575 EXPORT_SYMBOL(yield);
8576
8577 /**
8578  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8579  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8580  * processor it's on.
8581  * @p: target task
8582  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8583  *
8584  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8585  * can't go away on us before we can do any checks.
8586  *
8587  * Return:
8588  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8589  *      false (0) if we failed to boost the target.
8590  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8591  */
8592 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8593 {
8594         struct task_struct *curr = current;
8595         struct rq *rq, *p_rq;
8596         unsigned long flags;
8597         int yielded = 0;
8598
8599         local_irq_save(flags);
8600         rq = this_rq();
8601
8602 again:
8603         p_rq = task_rq(p);
8604         /*
8605          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8606          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8607          */
8608         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8609                 yielded = -ESRCH;
8610                 goto out_irq;
8611         }
8612
8613         double_rq_lock(rq, p_rq);
8614         if (task_rq(p) != p_rq) {
8615                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8616                 goto again;
8617         }
8618
8619         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8620                 goto out_unlock;
8621
8622         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8623                 goto out_unlock;
8624
8625         if (task_running(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8626                 goto out_unlock;
8627
8628         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8629         if (yielded) {
8630                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8631                 /*
8632                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8633                  * fairness.
8634                  */
8635                 if (preempt && rq != p_rq)
8636                         resched_curr(p_rq);
8637         }
8638
8639 out_unlock:
8640         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8641 out_irq:
8642         local_irq_restore(flags);
8643
8644         if (yielded > 0)
8645                 schedule();
8646
8647         return yielded;
8648 }
8649 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8650
8651 int io_schedule_prepare(void)
8652 {
8653         int old_iowait = current->in_iowait;
8654
8655         current->in_iowait = 1;
8656         blk_flush_plug(current->plug, true);
8657         return old_iowait;
8658 }
8659
8660 void io_schedule_finish(int token)
8661 {
8662         current->in_iowait = token;
8663 }
8664
8665 /*
8666  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8667  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8668  */
8669 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8670 {
8671         int token;
8672         long ret;
8673
8674         token = io_schedule_prepare();
8675         ret = schedule_timeout(timeout);
8676         io_schedule_finish(token);
8677
8678         return ret;
8679 }
8680 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8681
8682 void __sched io_schedule(void)
8683 {
8684         int token;
8685
8686         token = io_schedule_prepare();
8687         schedule();
8688         io_schedule_finish(token);
8689 }
8690 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8691
8692 /**
8693  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8694  * @policy: scheduling class.
8695  *
8696  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8697  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8698  * On failure, a negative error code is returned.
8699  */
8700 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8701 {
8702         int ret = -EINVAL;
8703
8704         switch (policy) {
8705         case SCHED_FIFO:
8706         case SCHED_RR:
8707                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8708                 break;
8709         case SCHED_DEADLINE:
8710         case SCHED_NORMAL:
8711         case SCHED_BATCH:
8712         case SCHED_IDLE:
8713                 ret = 0;
8714                 break;
8715         }
8716         return ret;
8717 }
8718
8719 /**
8720  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8721  * @policy: scheduling class.
8722  *
8723  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8724  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8725  * On failure, a negative error code is returned.
8726  */
8727 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8728 {
8729         int ret = -EINVAL;
8730
8731         switch (policy) {
8732         case SCHED_FIFO:
8733         case SCHED_RR:
8734                 ret = 1;
8735                 break;
8736         case SCHED_DEADLINE:
8737         case SCHED_NORMAL:
8738         case SCHED_BATCH:
8739         case SCHED_IDLE:
8740                 ret = 0;
8741         }
8742         return ret;
8743 }
8744
8745 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8746 {
8747         struct task_struct *p;
8748         unsigned int time_slice;
8749         struct rq_flags rf;
8750         struct rq *rq;
8751         int retval;
8752
8753         if (pid < 0)
8754                 return -EINVAL;
8755
8756         retval = -ESRCH;
8757         rcu_read_lock();
8758         p = find_process_by_pid(pid);
8759         if (!p)
8760                 goto out_unlock;
8761
8762         retval = security_task_getscheduler(p);
8763         if (retval)
8764                 goto out_unlock;
8765
8766         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8767         time_slice = 0;
8768         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8769                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8770         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8771
8772         rcu_read_unlock();
8773         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8774         return 0;
8775
8776 out_unlock:
8777         rcu_read_unlock();
8778         return retval;
8779 }
8780
8781 /**
8782  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8783  * @pid: pid of the process.
8784  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8785  *
8786  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8787  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8788  *
8789  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8790  * an error code.
8791  */
8792 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8793                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8794 {
8795         struct timespec64 t;
8796         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8797
8798         if (retval == 0)
8799                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8800
8801         return retval;
8802 }
8803
8804 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8805 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8806                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8807 {
8808         struct timespec64 t;
8809         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8810
8811         if (retval == 0)
8812                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8813         return retval;
8814 }
8815 #endif
8816
8817 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8818 {
8819         unsigned long free = 0;
8820         int ppid;
8821
8822         if (!try_get_task_stack(p))
8823                 return;
8824
8825         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8826
8827         if (task_is_running(p))
8828                 pr_cont("  running task    ");
8829 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8830         free = stack_not_used(p);
8831 #endif
8832         ppid = 0;
8833         rcu_read_lock();
8834         if (pid_alive(p))
8835                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8836         rcu_read_unlock();
8837         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8838                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8839                 read_task_thread_flags(p));
8840
8841         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8842         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8843         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8844         put_task_stack(p);
8845 }
8846 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8847
8848 static inline bool
8849 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8850 {
8851         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8852
8853         /* no filter, everything matches */
8854         if (!state_filter)
8855                 return true;
8856
8857         /* filter, but doesn't match */
8858         if (!(state & state_filter))
8859                 return false;
8860
8861         /*
8862          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8863          * TASK_KILLABLE).
8864          */
8865         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && state == TASK_IDLE)
8866                 return false;
8867
8868         return true;
8869 }
8870
8871
8872 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8873 {
8874         struct task_struct *g, *p;
8875
8876         rcu_read_lock();
8877         for_each_process_thread(g, p) {
8878                 /*
8879                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8880                  * console might take a lot of time:
8881                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8882                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8883                  * an IPI.
8884                  */
8885                 touch_nmi_watchdog();
8886                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8887                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8888                         sched_show_task(p);
8889         }
8890
8891 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8892         if (!state_filter)
8893                 sysrq_sched_debug_show();
8894 #endif
8895         rcu_read_unlock();
8896         /*
8897          * Only show locks if all tasks are dumped:
8898          */
8899         if (!state_filter)
8900                 debug_show_all_locks();
8901 }
8902
8903 /**
8904  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8905  * @idle: task in question
8906  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8907  *
8908  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8909  * flag, to make booting more robust.
8910  */
8911 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8912 {
8913         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8914         unsigned long flags;
8915
8916         __sched_fork(0, idle);
8917
8918         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8919         raw_spin_rq_lock(rq);
8920
8921         idle->__state = TASK_RUNNING;
8922         idle->se.exec_start = sched_clock();
8923         /*
8924          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8925          * look like a proper per-CPU kthread.
8926          */
8927         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8928         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8929
8930 #ifdef CONFIG_SMP
8931         /*
8932          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8933          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8934          *
8935          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8936          */
8937         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8938 #endif
8939         /*
8940          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8941          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8942          * lockdep check in task_group() will fail.
8943          *
8944          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8945          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8946          *
8947          * Silence PROVE_RCU
8948          */
8949         rcu_read_lock();
8950         __set_task_cpu(idle, cpu);
8951         rcu_read_unlock();
8952
8953         rq->idle = idle;
8954         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8955         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8956 #ifdef CONFIG_SMP
8957         idle->on_cpu = 1;
8958 #endif
8959         raw_spin_rq_unlock(rq);
8960         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8961
8962         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8963         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8964
8965         /*
8966          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8967          */
8968         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8969         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8970         vtime_init_idle(idle, cpu);
8971 #ifdef CONFIG_SMP
8972         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
8973 #endif
8974 }
8975
8976 #ifdef CONFIG_SMP
8977
8978 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
8979                               const struct cpumask *trial)
8980 {
8981         int ret = 1;
8982
8983         if (cpumask_empty(cur))
8984                 return ret;
8985
8986         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
8987
8988         return ret;
8989 }
8990
8991 int task_can_attach(struct task_struct *p,
8992                     const struct cpumask *cs_effective_cpus)
8993 {
8994         int ret = 0;
8995
8996         /*
8997          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
8998          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
8999          * affinity and isolating such threads by their set of
9000          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
9001          * applicable for such threads.  This prevents checking for
9002          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
9003          * before cpus_mask may be changed.
9004          */
9005         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
9006                 ret = -EINVAL;
9007                 goto out;
9008         }
9009
9010         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
9011                                               cs_effective_cpus)) {
9012                 int cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_effective_cpus);
9013
9014                 if (unlikely(cpu >= nr_cpu_ids))
9015                         return -EINVAL;
9016                 ret = dl_cpu_busy(cpu, p);
9017         }
9018
9019 out:
9020         return ret;
9021 }
9022
9023 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
9024
9025 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9026 /* Migrate current task p to target_cpu */
9027 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
9028 {
9029         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
9030         int curr_cpu = task_cpu(p);
9031
9032         if (curr_cpu == target_cpu)
9033                 return 0;
9034
9035         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
9036                 return -EINVAL;
9037
9038         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
9039
9040         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
9041         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
9042 }
9043
9044 /*
9045  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
9046  * tasks on the runqueues
9047  */
9048 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
9049 {
9050         bool queued, running;
9051         struct rq_flags rf;
9052         struct rq *rq;
9053
9054         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9055         queued = task_on_rq_queued(p);
9056         running = task_current(rq, p);
9057
9058         if (queued)
9059                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
9060         if (running)
9061                 put_prev_task(rq, p);
9062
9063         p->numa_preferred_nid = nid;
9064
9065         if (queued)
9066                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
9067         if (running)
9068                 set_next_task(rq, p);
9069         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9070 }
9071 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9072
9073 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9074 /*
9075  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
9076  * offline.
9077  */
9078 void idle_task_exit(void)
9079 {
9080         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
9081
9082         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
9083         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
9084
9085         if (mm != &init_mm) {
9086                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
9087                 finish_arch_post_lock_switch();
9088         }
9089
9090         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
9091 }
9092
9093 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
9094 {
9095         struct task_struct *p = arg;
9096         struct rq *rq = this_rq();
9097         struct rq_flags rf;
9098         int cpu;
9099
9100         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
9101         rq_lock(rq, &rf);
9102
9103         update_rq_clock(rq);
9104
9105         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
9106                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
9107                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
9108         }
9109
9110         rq_unlock(rq, &rf);
9111         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
9112
9113         put_task_struct(p);
9114
9115         return 0;
9116 }
9117
9118 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
9119
9120 /*
9121  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
9122  *
9123  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
9124  * effective when the hotplug motion is down.
9125  */
9126 static void balance_push(struct rq *rq)
9127 {
9128         struct task_struct *push_task = rq->curr;
9129
9130         lockdep_assert_rq_held(rq);
9131
9132         /*
9133          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
9134          */
9135         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9136
9137         /*
9138          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
9139          * CPU.
9140          */
9141         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
9142                 return;
9143
9144         /*
9145          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
9146          * required to complete the hotplug process.
9147          */
9148         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
9149             is_migration_disabled(push_task)) {
9150
9151                 /*
9152                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
9153                  * up the hotplug control thread which might wait for the
9154                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
9155                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
9156                  * and can't obviously be running in parallel.
9157                  *
9158                  * On RT kernels this also has to check whether there are
9159                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
9160                  * need to leave the migrate disabled section first.
9161                  */
9162                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
9163                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
9164                         raw_spin_rq_unlock(rq);
9165                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
9166                         raw_spin_rq_lock(rq);
9167                 }
9168                 return;
9169         }
9170
9171         get_task_struct(push_task);
9172         /*
9173          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
9174          * Both preemption and IRQs are still disabled.
9175          */
9176         raw_spin_rq_unlock(rq);
9177         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
9178                             this_cpu_ptr(&push_work));
9179         /*
9180          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
9181          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
9182          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
9183          */
9184         raw_spin_rq_lock(rq);
9185 }
9186
9187 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
9188 {
9189         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9190         struct rq_flags rf;
9191
9192         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9193         if (on) {
9194                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
9195                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9196         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
9197                 rq->balance_callback = NULL;
9198         }
9199         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9200 }
9201
9202 /*
9203  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
9204  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
9205  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
9206  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
9207  */
9208 static void balance_hotplug_wait(void)
9209 {
9210         struct rq *rq = this_rq();
9211
9212         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
9213                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
9214                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
9215 }
9216
9217 #else
9218
9219 static inline void balance_push(struct rq *rq)
9220 {
9221 }
9222
9223 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
9224 {
9225 }
9226
9227 static inline void balance_hotplug_wait(void)
9228 {
9229 }
9230
9231 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
9232
9233 void set_rq_online(struct rq *rq)
9234 {
9235         if (!rq->online) {
9236                 const struct sched_class *class;
9237
9238                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9239                 rq->online = 1;
9240
9241                 for_each_class(class) {
9242                         if (class->rq_online)
9243                                 class->rq_online(rq);
9244                 }
9245         }
9246 }
9247
9248 void set_rq_offline(struct rq *rq)
9249 {
9250         if (rq->online) {
9251                 const struct sched_class *class;
9252
9253                 for_each_class(class) {
9254                         if (class->rq_offline)
9255                                 class->rq_offline(rq);
9256                 }
9257
9258                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9259                 rq->online = 0;
9260         }
9261 }
9262
9263 /*
9264  * used to mark begin/end of suspend/resume:
9265  */
9266 static int num_cpus_frozen;
9267
9268 /*
9269  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
9270  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
9271  * around partition_sched_domains().
9272  *
9273  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
9274  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
9275  */
9276 static void cpuset_cpu_active(void)
9277 {
9278         if (cpuhp_tasks_frozen) {
9279                 /*
9280                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
9281                  * resume sequence. As long as this is not the last online
9282                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
9283                  * domain, ignoring cpusets.
9284                  */
9285                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9286                 if (--num_cpus_frozen)
9287                         return;
9288                 /*
9289                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
9290                  * restore the original sched domains by considering the
9291                  * cpuset configurations.
9292                  */
9293                 cpuset_force_rebuild();
9294         }
9295         cpuset_update_active_cpus();
9296 }
9297
9298 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
9299 {
9300         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
9301                 int ret = dl_cpu_busy(cpu, NULL);
9302
9303                 if (ret)
9304                         return ret;
9305                 cpuset_update_active_cpus();
9306         } else {
9307                 num_cpus_frozen++;
9308                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9309         }
9310         return 0;
9311 }
9312
9313 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
9314 {
9315         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9316         struct rq_flags rf;
9317
9318         /*
9319          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
9320          * regular tasks.
9321          */
9322         balance_push_set(cpu, false);
9323
9324 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9325         /*
9326          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
9327          */
9328         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9329                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
9330 #endif
9331         set_cpu_active(cpu, true);
9332
9333         if (sched_smp_initialized) {
9334                 sched_update_numa(cpu, true);
9335                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
9336                 cpuset_cpu_active();
9337         }
9338
9339         /*
9340          * Put the rq online, if not already. This happens:
9341          *
9342          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
9343          *    after all CPUs have been brought up.
9344          *
9345          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
9346          *    domains.
9347          */
9348         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9349         if (rq->rd) {
9350                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9351                 set_rq_online(rq);
9352         }
9353         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9354
9355         return 0;
9356 }
9357
9358 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
9359 {
9360         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9361         struct rq_flags rf;
9362         int ret;
9363
9364         /*
9365          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
9366          * load balancing when not active
9367          */
9368         nohz_balance_exit_idle(rq);
9369
9370         set_cpu_active(cpu, false);
9371
9372         /*
9373          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9374          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9375          * push those tasks away until this gets cleared, see
9376          * sched_cpu_dying().
9377          */
9378         balance_push_set(cpu, true);
9379
9380         /*
9381          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9382          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9383          * all new such users will observe it.
9384          *
9385          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9386          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9387          *
9388          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9389          */
9390         synchronize_rcu();
9391
9392         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9393         if (rq->rd) {
9394                 update_rq_clock(rq);
9395                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9396                 set_rq_offline(rq);
9397         }
9398         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9399
9400 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9401         /*
9402          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9403          */
9404         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9405                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9406
9407         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9408 #endif
9409
9410         if (!sched_smp_initialized)
9411                 return 0;
9412
9413         sched_update_numa(cpu, false);
9414         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9415         if (ret) {
9416                 balance_push_set(cpu, false);
9417                 set_cpu_active(cpu, true);
9418                 sched_update_numa(cpu, true);
9419                 return ret;
9420         }
9421         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9422         return 0;
9423 }
9424
9425 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9426 {
9427         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9428
9429         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9430         update_max_interval();
9431 }
9432
9433 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9434 {
9435         sched_core_cpu_starting(cpu);
9436         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9437         sched_tick_start(cpu);
9438         return 0;
9439 }
9440
9441 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9442
9443 /*
9444  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9445  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9446  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9447  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9448  * any of those which might be on the way out are gone.
9449  *
9450  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9451  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9452  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9453  */
9454 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9455 {
9456         balance_hotplug_wait();
9457         return 0;
9458 }
9459
9460 /*
9461  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9462  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9463  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9464  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9465  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9466  *
9467  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9468  */
9469 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9470 {
9471         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9472
9473         if (delta)
9474                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9475 }
9476
9477 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9478 {
9479         struct task_struct *g, *p;
9480         int cpu = cpu_of(rq);
9481
9482         lockdep_assert_rq_held(rq);
9483
9484         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9485         for_each_process_thread(g, p) {
9486                 if (task_cpu(p) != cpu)
9487                         continue;
9488
9489                 if (!task_on_rq_queued(p))
9490                         continue;
9491
9492                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9493         }
9494 }
9495
9496 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9497 {
9498         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9499         struct rq_flags rf;
9500
9501         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9502         sched_tick_stop(cpu);
9503
9504         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9505         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9506                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9507                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9508         }
9509         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9510
9511         calc_load_migrate(rq);
9512         update_max_interval();
9513         hrtick_clear(rq);
9514         sched_core_cpu_dying(cpu);
9515         return 0;
9516 }
9517 #endif
9518
9519 void __init sched_init_smp(void)
9520 {
9521         sched_init_numa(NUMA_NO_NODE);
9522
9523         /*
9524          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9525          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9526          * happen.
9527          */
9528         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9529         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9530         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9531
9532         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9533         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN)) < 0)
9534                 BUG();
9535         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9536         sched_init_granularity();
9537
9538         init_sched_rt_class();
9539         init_sched_dl_class();
9540
9541         sched_smp_initialized = true;
9542 }
9543
9544 static int __init migration_init(void)
9545 {
9546         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9547         return 0;
9548 }
9549 early_initcall(migration_init);
9550
9551 #else
9552 void __init sched_init_smp(void)
9553 {
9554         sched_init_granularity();
9555 }
9556 #endif /* CONFIG_SMP */
9557
9558 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9559 {
9560         return in_lock_functions(addr) ||
9561                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9562                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9563 }
9564
9565 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9566 /*
9567  * Default task group.
9568  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9569  */
9570 struct task_group root_task_group;
9571 LIST_HEAD(task_groups);
9572
9573 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9574 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9575 #endif
9576
9577 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
9578 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
9579
9580 void __init sched_init(void)
9581 {
9582         unsigned long ptr = 0;
9583         int i;
9584
9585         /* Make sure the linker didn't screw up */
9586         BUG_ON(&idle_sched_class != &fair_sched_class + 1 ||
9587                &fair_sched_class != &rt_sched_class + 1 ||
9588                &rt_sched_class   != &dl_sched_class + 1);
9589 #ifdef CONFIG_SMP
9590         BUG_ON(&dl_sched_class != &stop_sched_class + 1);
9591 #endif
9592
9593         wait_bit_init();
9594
9595 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9596         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9597 #endif
9598 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9599         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9600 #endif
9601         if (ptr) {
9602                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9603
9604 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9605                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9606                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9607
9608                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9609                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9610
9611                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9612                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9613 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9614 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9615                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9616                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9617
9618                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9619                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9620
9621 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9622         }
9623 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
9624         for_each_possible_cpu(i) {
9625                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9626                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9627                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9628                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9629         }
9630 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
9631
9632         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9633
9634 #ifdef CONFIG_SMP
9635         init_defrootdomain();
9636 #endif
9637
9638 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9639         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9640                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9641 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9642
9643 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9644         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9645
9646         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9647         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9648         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9649         autogroup_init(&init_task);
9650 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9651
9652         for_each_possible_cpu(i) {
9653                 struct rq *rq;
9654
9655                 rq = cpu_rq(i);
9656                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9657                 rq->nr_running = 0;
9658                 rq->calc_load_active = 0;
9659                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9660                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9661                 init_rt_rq(&rq->rt);
9662                 init_dl_rq(&rq->dl);
9663 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9664                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9665                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9666                 /*
9667                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9668                  *
9669                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9670                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9671                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9672                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9673                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9674                  * (se->load.weight).
9675                  *
9676                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9677                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9678                  * then A0's share of the CPU resource is:
9679                  *
9680                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9681                  *
9682                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9683                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9684                  */
9685                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9686 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9687
9688                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9689 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9690                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9691 #endif
9692 #ifdef CONFIG_SMP
9693                 rq->sd = NULL;
9694                 rq->rd = NULL;
9695                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9696                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9697                 rq->active_balance = 0;
9698                 rq->next_balance = jiffies;
9699                 rq->push_cpu = 0;
9700                 rq->cpu = i;
9701                 rq->online = 0;
9702                 rq->idle_stamp = 0;
9703                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9704                 rq->wake_stamp = jiffies;
9705                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9706                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9707
9708                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9709
9710                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9711 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9712                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9713                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9714
9715                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9716 #endif
9717 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9718                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9719 #endif
9720 #endif /* CONFIG_SMP */
9721                 hrtick_rq_init(rq);
9722                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9723
9724 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9725                 rq->core = rq;
9726                 rq->core_pick = NULL;
9727                 rq->core_enabled = 0;
9728                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9729                 rq->core_forceidle_count = 0;
9730                 rq->core_forceidle_occupation = 0;
9731                 rq->core_forceidle_start = 0;
9732
9733                 rq->core_cookie = 0UL;
9734 #endif
9735         }
9736
9737         set_load_weight(&init_task, false);
9738
9739         /*
9740          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9741          */
9742         mmgrab(&init_mm);
9743         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9744
9745         /*
9746          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
9747          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
9748          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
9749          * kthreads.
9750          */
9751         WARN_ON(!set_kthread_struct(current));
9752
9753         /*
9754          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9755          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9756          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9757          * when this runqueue becomes "idle".
9758          */
9759         init_idle(current, smp_processor_id());
9760
9761         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9762
9763 #ifdef CONFIG_SMP
9764         idle_thread_set_boot_cpu();
9765         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9766 #endif
9767         init_sched_fair_class();
9768
9769         psi_init();
9770
9771         init_uclamp();
9772
9773         preempt_dynamic_init();
9774
9775         scheduler_running = 1;
9776 }
9777
9778 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9779
9780 void __might_sleep(const char *file, int line)
9781 {
9782         unsigned int state = get_current_state();
9783         /*
9784          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9785          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9786          * otherwise we will destroy state.
9787          */
9788         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9789                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9790                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9791                         (void *)current->task_state_change,
9792                         (void *)current->task_state_change);
9793
9794         __might_resched(file, line, 0);
9795 }
9796 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9797
9798 static void print_preempt_disable_ip(int preempt_offset, unsigned long ip)
9799 {
9800         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT))
9801                 return;
9802
9803         if (preempt_count() == preempt_offset)
9804                 return;
9805
9806         pr_err("Preemption disabled at:");
9807         print_ip_sym(KERN_ERR, ip);
9808 }
9809
9810 static inline bool resched_offsets_ok(unsigned int offsets)
9811 {
9812         unsigned int nested = preempt_count();
9813
9814         nested += rcu_preempt_depth() << MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT;
9815
9816         return nested == offsets;
9817 }
9818
9819 void __might_resched(const char *file, int line, unsigned int offsets)
9820 {
9821         /* Ratelimiting timestamp: */
9822         static unsigned long prev_jiffy;
9823
9824         unsigned long preempt_disable_ip;
9825
9826         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9827         rcu_sleep_check();
9828
9829         if ((resched_offsets_ok(offsets) && !irqs_disabled() &&
9830              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9831             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9832             oops_in_progress)
9833                 return;
9834
9835         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9836                 return;
9837         prev_jiffy = jiffies;
9838
9839         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9840         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9841
9842         pr_err("BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9843                file, line);
9844         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9845                in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9846                current->pid, current->comm);
9847         pr_err("preempt_count: %x, expected: %x\n", preempt_count(),
9848                offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK);
9849
9850         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) {
9851                 pr_err("RCU nest depth: %d, expected: %u\n",
9852                        rcu_preempt_depth(), offsets >> MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT);
9853         }
9854
9855         if (task_stack_end_corrupted(current))
9856                 pr_emerg("Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9857
9858         debug_show_held_locks(current);
9859         if (irqs_disabled())
9860                 print_irqtrace_events(current);
9861
9862         print_preempt_disable_ip(offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK,
9863                                  preempt_disable_ip);
9864
9865         dump_stack();
9866         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9867 }
9868 EXPORT_SYMBOL(__might_resched);
9869
9870 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9871 {
9872         static unsigned long prev_jiffy;
9873
9874         if (irqs_disabled())
9875                 return;
9876
9877         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9878                 return;
9879
9880         if (preempt_count() > preempt_offset)
9881                 return;
9882
9883         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9884                 return;
9885         prev_jiffy = jiffies;
9886
9887         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9888         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9889                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9890                         current->pid, current->comm);
9891
9892         debug_show_held_locks(current);
9893         dump_stack();
9894         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9895 }
9896 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9897
9898 #ifdef CONFIG_SMP
9899 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9900 {
9901         static unsigned long prev_jiffy;
9902
9903         if (irqs_disabled())
9904                 return;
9905
9906         if (is_migration_disabled(current))
9907                 return;
9908
9909         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9910                 return;
9911
9912         if (preempt_count() > 0)
9913                 return;
9914
9915         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9916                 return;
9917         prev_jiffy = jiffies;
9918
9919         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9920         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9921                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9922                current->pid, current->comm);
9923
9924         debug_show_held_locks(current);
9925         dump_stack();
9926         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9927 }
9928 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9929 #endif
9930 #endif
9931
9932 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9933 void normalize_rt_tasks(void)
9934 {
9935         struct task_struct *g, *p;
9936         struct sched_attr attr = {
9937                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9938         };
9939
9940         read_lock(&tasklist_lock);
9941         for_each_process_thread(g, p) {
9942                 /*
9943                  * Only normalize user tasks:
9944                  */
9945                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9946                         continue;
9947
9948                 p->se.exec_start = 0;
9949                 schedstat_set(p->stats.wait_start,  0);
9950                 schedstat_set(p->stats.sleep_start, 0);
9951                 schedstat_set(p->stats.block_start, 0);
9952
9953                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9954                         /*
9955                          * Renice negative nice level userspace
9956                          * tasks back to 0:
9957                          */
9958                         if (task_nice(p) < 0)
9959                                 set_user_nice(p, 0);
9960                         continue;
9961                 }
9962
9963                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9964         }
9965         read_unlock(&tasklist_lock);
9966 }
9967
9968 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9969
9970 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9971 /*
9972  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
9973  *
9974  * They can only be called when the whole system has been
9975  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
9976  * activity can take place. Using them for anything else would
9977  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
9978  * under any other configuration.
9979  */
9980
9981 /**
9982  * curr_task - return the current task for a given CPU.
9983  * @cpu: the processor in question.
9984  *
9985  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9986  *
9987  * Return: The current task for @cpu.
9988  */
9989 struct task_struct *curr_task(int cpu)
9990 {
9991         return cpu_curr(cpu);
9992 }
9993
9994 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
9995
9996 #ifdef CONFIG_IA64
9997 /**
9998  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
9999  * @cpu: the processor in question.
10000  * @p: the task pointer to set.
10001  *
10002  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
10003  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
10004  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
10005  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
10006  * and caller must save the original value of the current task (see
10007  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
10008  * re-starting the system.
10009  *
10010  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10011  */
10012 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
10013 {
10014         cpu_curr(cpu) = p;
10015 }
10016
10017 #endif
10018
10019 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
10020 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
10021 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
10022
10023 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
10024                                             struct task_group *parent)
10025 {
10026 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10027         enum uclamp_id clamp_id;
10028
10029         for_each_clamp_id(clamp_id) {
10030                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
10031                               uclamp_none(clamp_id), false);
10032                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
10033         }
10034 #endif
10035 }
10036
10037 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
10038 {
10039         free_fair_sched_group(tg);
10040         free_rt_sched_group(tg);
10041         autogroup_free(tg);
10042         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
10043 }
10044
10045 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rcu)
10046 {
10047         sched_free_group(container_of(rcu, struct task_group, rcu));
10048 }
10049
10050 static void sched_unregister_group(struct task_group *tg)
10051 {
10052         unregister_fair_sched_group(tg);
10053         unregister_rt_sched_group(tg);
10054         /*
10055          * We have to wait for yet another RCU grace period to expire, as
10056          * print_cfs_stats() might run concurrently.
10057          */
10058         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
10059 }
10060
10061 /* allocate runqueue etc for a new task group */
10062 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
10063 {
10064         struct task_group *tg;
10065
10066         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
10067         if (!tg)
10068                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10069
10070         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
10071                 goto err;
10072
10073         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
10074                 goto err;
10075
10076         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
10077
10078         return tg;
10079
10080 err:
10081         sched_free_group(tg);
10082         return ERR_PTR(-ENOMEM);
10083 }
10084
10085 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10086 {
10087         unsigned long flags;
10088
10089         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10090         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
10091
10092         /* Root should already exist: */
10093         WARN_ON(!parent);
10094
10095         tg->parent = parent;
10096         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
10097         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
10098         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10099
10100         online_fair_sched_group(tg);
10101 }
10102
10103 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
10104 static void sched_unregister_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
10105 {
10106         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
10107         sched_unregister_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
10108 }
10109
10110 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
10111 {
10112         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
10113         call_rcu(&tg->rcu, sched_unregister_group_rcu);
10114 }
10115
10116 void sched_release_group(struct task_group *tg)
10117 {
10118         unsigned long flags;
10119
10120         /*
10121          * Unlink first, to avoid walk_tg_tree_from() from finding us (via
10122          * sched_cfs_period_timer()).
10123          *
10124          * For this to be effective, we have to wait for all pending users of
10125          * this task group to leave their RCU critical section to ensure no new
10126          * user will see our dying task group any more. Specifically ensure
10127          * that tg_unthrottle_up() won't add decayed cfs_rq's to it.
10128          *
10129          * We therefore defer calling unregister_fair_sched_group() to
10130          * sched_unregister_group() which is guarantied to get called only after the
10131          * current RCU grace period has expired.
10132          */
10133         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10134         list_del_rcu(&tg->list);
10135         list_del_rcu(&tg->siblings);
10136         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10137 }
10138
10139 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
10140 {
10141         struct task_group *tg;
10142
10143         /*
10144          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
10145          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
10146          * to prevent lockdep warnings.
10147          */
10148         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
10149                           struct task_group, css);
10150         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
10151         tsk->sched_task_group = tg;
10152
10153 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10154         if (tsk->sched_class->task_change_group)
10155                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
10156         else
10157 #endif
10158                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
10159 }
10160
10161 /*
10162  * Change task's runqueue when it moves between groups.
10163  *
10164  * The caller of this function should have put the task in its new group by
10165  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
10166  * its new group.
10167  */
10168 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
10169 {
10170         int queued, running, queue_flags =
10171                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
10172         struct rq_flags rf;
10173         struct rq *rq;
10174
10175         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
10176         update_rq_clock(rq);
10177
10178         running = task_current(rq, tsk);
10179         queued = task_on_rq_queued(tsk);
10180
10181         if (queued)
10182                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
10183         if (running)
10184                 put_prev_task(rq, tsk);
10185
10186         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
10187
10188         if (queued)
10189                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
10190         if (running) {
10191                 set_next_task(rq, tsk);
10192                 /*
10193                  * After changing group, the running task may have joined a
10194                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
10195                  * resched to make sure that task can still run.
10196                  */
10197                 resched_curr(rq);
10198         }
10199
10200         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
10201 }
10202
10203 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
10204 {
10205         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
10206 }
10207
10208 static struct cgroup_subsys_state *
10209 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
10210 {
10211         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
10212         struct task_group *tg;
10213
10214         if (!parent) {
10215                 /* This is early initialization for the top cgroup */
10216                 return &root_task_group.css;
10217         }
10218
10219         tg = sched_create_group(parent);
10220         if (IS_ERR(tg))
10221                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10222
10223         return &tg->css;
10224 }
10225
10226 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
10227 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
10228 {
10229         struct task_group *tg = css_tg(css);
10230         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
10231
10232         if (parent)
10233                 sched_online_group(tg, parent);
10234
10235 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10236         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
10237         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10238         rcu_read_lock();
10239         cpu_util_update_eff(css);
10240         rcu_read_unlock();
10241         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10242 #endif
10243
10244         return 0;
10245 }
10246
10247 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
10248 {
10249         struct task_group *tg = css_tg(css);
10250
10251         sched_release_group(tg);
10252 }
10253
10254 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
10255 {
10256         struct task_group *tg = css_tg(css);
10257
10258         /*
10259          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
10260          */
10261         sched_unregister_group(tg);
10262 }
10263
10264 /*
10265  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
10266  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
10267  */
10268 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
10269 {
10270         struct rq_flags rf;
10271         struct rq *rq;
10272
10273         rq = task_rq_lock(task, &rf);
10274
10275         update_rq_clock(rq);
10276         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
10277
10278         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
10279 }
10280
10281 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10282 {
10283         struct task_struct *task;
10284         struct cgroup_subsys_state *css;
10285         int ret = 0;
10286
10287         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
10288 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10289                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
10290                         return -EINVAL;
10291 #endif
10292                 /*
10293                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
10294                  * running, we're sure to observe its full state.
10295                  */
10296                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
10297                 /*
10298                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
10299                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
10300                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
10301                  */
10302                 if (READ_ONCE(task->__state) == TASK_NEW)
10303                         ret = -EINVAL;
10304                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
10305
10306                 if (ret)
10307                         break;
10308         }
10309         return ret;
10310 }
10311
10312 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10313 {
10314         struct task_struct *task;
10315         struct cgroup_subsys_state *css;
10316
10317         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
10318                 sched_move_task(task);
10319 }
10320
10321 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10322 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
10323 {
10324         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
10325         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
10326         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
10327         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
10328         enum uclamp_id clamp_id;
10329         unsigned int clamps;
10330
10331         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
10332         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
10333
10334         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
10335                 uc_parent = css_tg(css)->parent
10336                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
10337
10338                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10339                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
10340                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
10341                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
10342                         if (uc_parent &&
10343                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
10344                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
10345                         }
10346                 }
10347                 /* Ensure protection is always capped by limit */
10348                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
10349
10350                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
10351                 clamps = 0x0;
10352                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
10353                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10354                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
10355                                 continue;
10356                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
10357                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
10358                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
10359                 }
10360                 if (!clamps) {
10361                         css = css_rightmost_descendant(css);
10362                         continue;
10363                 }
10364
10365                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
10366                 uclamp_update_active_tasks(css);
10367         }
10368 }
10369
10370 /*
10371  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
10372  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
10373  * character constant, use two levels of macros.
10374  */
10375 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
10376 #define POW10(exp) _POW10(exp)
10377
10378 struct uclamp_request {
10379 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
10380 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
10381         s64 percent;
10382         u64 util;
10383         int ret;
10384 };
10385
10386 static inline struct uclamp_request
10387 capacity_from_percent(char *buf)
10388 {
10389         struct uclamp_request req = {
10390                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
10391                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
10392                 .ret = 0,
10393         };
10394
10395         buf = strim(buf);
10396         if (strcmp(buf, "max")) {
10397                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
10398                                              &req.percent);
10399                 if (req.ret)
10400                         return req;
10401                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
10402                         req.ret = -ERANGE;
10403                         return req;
10404                 }
10405
10406                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
10407                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
10408         }
10409
10410         return req;
10411 }
10412
10413 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
10414                                 size_t nbytes, loff_t off,
10415                                 enum uclamp_id clamp_id)
10416 {
10417         struct uclamp_request req;
10418         struct task_group *tg;
10419
10420         req = capacity_from_percent(buf);
10421         if (req.ret)
10422                 return req.ret;
10423
10424         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
10425
10426         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10427         rcu_read_lock();
10428
10429         tg = css_tg(of_css(of));
10430         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10431                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10432
10433         /*
10434          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10435          * exact requested value
10436          */
10437         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10438
10439         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10440         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10441
10442         rcu_read_unlock();
10443         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10444
10445         return nbytes;
10446 }
10447
10448 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10449                                     char *buf, size_t nbytes,
10450                                     loff_t off)
10451 {
10452         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10453 }
10454
10455 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10456                                     char *buf, size_t nbytes,
10457                                     loff_t off)
10458 {
10459         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10460 }
10461
10462 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10463                                     enum uclamp_id clamp_id)
10464 {
10465         struct task_group *tg;
10466         u64 util_clamp;
10467         u64 percent;
10468         u32 rem;
10469
10470         rcu_read_lock();
10471         tg = css_tg(seq_css(sf));
10472         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10473         rcu_read_unlock();
10474
10475         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10476                 seq_puts(sf, "max\n");
10477                 return;
10478         }
10479
10480         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10481         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10482         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10483 }
10484
10485 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10486 {
10487         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10488         return 0;
10489 }
10490
10491 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10492 {
10493         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10494         return 0;
10495 }
10496 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10497
10498 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10499 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10500                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10501 {
10502         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10503                 shareval = MAX_SHARES;
10504         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10505 }
10506
10507 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10508                                struct cftype *cft)
10509 {
10510         struct task_group *tg = css_tg(css);
10511
10512         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10513 }
10514
10515 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10516 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10517
10518 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10519 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10520 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10521 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10522
10523 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10524
10525 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10526                                 u64 burst)
10527 {
10528         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10529         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10530
10531         if (tg == &root_task_group)
10532                 return -EINVAL;
10533
10534         /*
10535          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10536          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10537          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10538          */
10539         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10540                 return -EINVAL;
10541
10542         /*
10543          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10544          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10545          * feasibility.
10546          */
10547         if (period > max_cfs_quota_period)
10548                 return -EINVAL;
10549
10550         /*
10551          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10552          */
10553         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10554                 return -EINVAL;
10555
10556         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10557                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10558                 return -EINVAL;
10559
10560         /*
10561          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10562          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10563          */
10564         cpus_read_lock();
10565         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10566         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10567         if (ret)
10568                 goto out_unlock;
10569
10570         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10571         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10572         /*
10573          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10574          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10575          */
10576         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10577                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10578         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10579         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10580         cfs_b->quota = quota;
10581         cfs_b->burst = burst;
10582
10583         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10584
10585         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10586         if (runtime_enabled)
10587                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10588
10589         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10590
10591         for_each_online_cpu(i) {
10592                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10593                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10594                 struct rq_flags rf;
10595
10596                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10597                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10598                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10599
10600                 if (cfs_rq->throttled)
10601                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10602                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10603         }
10604         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10605                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10606 out_unlock:
10607         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10608         cpus_read_unlock();
10609
10610         return ret;
10611 }
10612
10613 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10614 {
10615         u64 quota, period, burst;
10616
10617         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10618         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10619         if (cfs_quota_us < 0)
10620                 quota = RUNTIME_INF;
10621         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10622                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10623         else
10624                 return -EINVAL;
10625
10626         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10627 }
10628
10629 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10630 {
10631         u64 quota_us;
10632
10633         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10634                 return -1;
10635
10636         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10637         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10638
10639         return quota_us;
10640 }
10641
10642 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10643 {
10644         u64 quota, period, burst;
10645
10646         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10647                 return -EINVAL;
10648
10649         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10650         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10651         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10652
10653         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10654 }
10655
10656 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10657 {
10658         u64 cfs_period_us;
10659
10660         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10661         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10662
10663         return cfs_period_us;
10664 }
10665
10666 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10667 {
10668         u64 quota, period, burst;
10669
10670         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10671                 return -EINVAL;
10672
10673         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10674         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10675         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10676
10677         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10678 }
10679
10680 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10681 {
10682         u64 burst_us;
10683
10684         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10685         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10686
10687         return burst_us;
10688 }
10689
10690 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10691                                   struct cftype *cft)
10692 {
10693         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10694 }
10695
10696 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10697                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10698 {
10699         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10700 }
10701
10702 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10703                                    struct cftype *cft)
10704 {
10705         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10706 }
10707
10708 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10709                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10710 {
10711         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10712 }
10713
10714 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10715                                   struct cftype *cft)
10716 {
10717         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10718 }
10719
10720 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10721                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10722 {
10723         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10724 }
10725
10726 struct cfs_schedulable_data {
10727         struct task_group *tg;
10728         u64 period, quota;
10729 };
10730
10731 /*
10732  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10733  * note: units are usecs
10734  */
10735 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10736                                struct cfs_schedulable_data *d)
10737 {
10738         u64 quota, period;
10739
10740         if (tg == d->tg) {
10741                 period = d->period;
10742                 quota = d->quota;
10743         } else {
10744                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10745                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10746         }
10747
10748         /* note: these should typically be equivalent */
10749         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10750                 return RUNTIME_INF;
10751
10752         return to_ratio(period, quota);
10753 }
10754
10755 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10756 {
10757         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10758         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10759         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10760
10761         if (!tg->parent) {
10762                 quota = RUNTIME_INF;
10763         } else {
10764                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10765
10766                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10767                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10768
10769                 /*
10770                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10771                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10772                  * limit is set:
10773                  */
10774                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10775                         quota = min(quota, parent_quota);
10776                 } else {
10777                         if (quota == RUNTIME_INF)
10778                                 quota = parent_quota;
10779                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10780                                 return -EINVAL;
10781                 }
10782         }
10783         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10784
10785         return 0;
10786 }
10787
10788 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10789 {
10790         int ret;
10791         struct cfs_schedulable_data data = {
10792                 .tg = tg,
10793                 .period = period,
10794                 .quota = quota,
10795         };
10796
10797         if (quota != RUNTIME_INF) {
10798                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10799                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10800         }
10801
10802         rcu_read_lock();
10803         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10804         rcu_read_unlock();
10805
10806         return ret;
10807 }
10808
10809 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10810 {
10811         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10812         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10813
10814         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10815         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10816         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10817
10818         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10819                 struct sched_statistics *stats;
10820                 u64 ws = 0;
10821                 int i;
10822
10823                 for_each_possible_cpu(i) {
10824                         stats = __schedstats_from_se(tg->se[i]);
10825                         ws += schedstat_val(stats->wait_sum);
10826                 }
10827
10828                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10829         }
10830
10831         seq_printf(sf, "nr_bursts %d\n", cfs_b->nr_burst);
10832         seq_printf(sf, "burst_time %llu\n", cfs_b->burst_time);
10833
10834         return 0;
10835 }
10836 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10837 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10838
10839 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10840 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10841                                 struct cftype *cft, s64 val)
10842 {
10843         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10844 }
10845
10846 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10847                                struct cftype *cft)
10848 {
10849         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10850 }
10851
10852 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10853                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10854 {
10855         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10856 }
10857
10858 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10859                                    struct cftype *cft)
10860 {
10861         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10862 }
10863 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10864
10865 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10866 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10867                                struct cftype *cft)
10868 {
10869         return css_tg(css)->idle;
10870 }
10871
10872 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10873                                 struct cftype *cft, s64 idle)
10874 {
10875         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
10876 }
10877 #endif
10878
10879 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10880 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10881         {
10882                 .name = "shares",
10883                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10884                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10885         },
10886         {
10887                 .name = "idle",
10888                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10889                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10890         },
10891 #endif
10892 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10893         {
10894                 .name = "cfs_quota_us",
10895                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10896                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10897         },
10898         {
10899                 .name = "cfs_period_us",
10900                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10901                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10902         },
10903         {
10904                 .name = "cfs_burst_us",
10905                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10906                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10907         },
10908         {
10909                 .name = "stat",
10910                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10911         },
10912 #endif
10913 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10914         {
10915                 .name = "rt_runtime_us",
10916                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10917                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10918         },
10919         {
10920                 .name = "rt_period_us",
10921                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10922                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10923         },
10924 #endif
10925 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10926         {
10927                 .name = "uclamp.min",
10928                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10929                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10930                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10931         },
10932         {
10933                 .name = "uclamp.max",
10934                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10935                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10936                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10937         },
10938 #endif
10939         { }     /* Terminate */
10940 };
10941
10942 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10943                                struct cgroup_subsys_state *css)
10944 {
10945 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10946         {
10947                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10948                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10949                 u64 throttled_usec, burst_usec;
10950
10951                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10952                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10953                 burst_usec = cfs_b->burst_time;
10954                 do_div(burst_usec, NSEC_PER_USEC);
10955
10956                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10957                            "nr_throttled %d\n"
10958                            "throttled_usec %llu\n"
10959                            "nr_bursts %d\n"
10960                            "burst_usec %llu\n",
10961                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10962                            throttled_usec, cfs_b->nr_burst, burst_usec);
10963         }
10964 #endif
10965         return 0;
10966 }
10967
10968 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10969 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10970                                struct cftype *cft)
10971 {
10972         struct task_group *tg = css_tg(css);
10973         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
10974
10975         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
10976 }
10977
10978 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10979                                 struct cftype *cft, u64 weight)
10980 {
10981         /*
10982          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
10983          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
10984          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
10985          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
10986          * the original value over the entire range.
10987          */
10988         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
10989                 return -ERANGE;
10990
10991         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
10992
10993         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10994 }
10995
10996 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10997                                     struct cftype *cft)
10998 {
10999         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
11000         int last_delta = INT_MAX;
11001         int prio, delta;
11002
11003         /* find the closest nice value to the current weight */
11004         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
11005                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
11006                 if (delta >= last_delta)
11007                         break;
11008                 last_delta = delta;
11009         }
11010
11011         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
11012 }
11013
11014 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11015                                      struct cftype *cft, s64 nice)
11016 {
11017         unsigned long weight;
11018         int idx;
11019
11020         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
11021                 return -ERANGE;
11022
11023         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
11024         idx = array_index_nospec(idx, 40);
11025         weight = sched_prio_to_weight[idx];
11026
11027         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11028 }
11029 #endif
11030
11031 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
11032                                                   long period, long quota)
11033 {
11034         if (quota < 0)
11035                 seq_puts(sf, "max");
11036         else
11037                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
11038
11039         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
11040 }
11041
11042 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
11043 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
11044                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
11045 {
11046         char tok[21];   /* U64_MAX */
11047
11048         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
11049                 return -EINVAL;
11050
11051         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
11052
11053         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
11054                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
11055         else if (!strcmp(tok, "max"))
11056                 *quotap = RUNTIME_INF;
11057         else
11058                 return -EINVAL;
11059
11060         return 0;
11061 }
11062
11063 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11064 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
11065 {
11066         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11067
11068         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
11069         return 0;
11070 }
11071
11072 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
11073                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
11074 {
11075         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
11076         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
11077         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
11078         u64 quota;
11079         int ret;
11080
11081         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
11082         if (!ret)
11083                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
11084         return ret ?: nbytes;
11085 }
11086 #endif
11087
11088 static struct cftype cpu_files[] = {
11089 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11090         {
11091                 .name = "weight",
11092                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11093                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
11094                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
11095         },
11096         {
11097                 .name = "weight.nice",
11098                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11099                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
11100                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
11101         },
11102         {
11103                 .name = "idle",
11104                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11105                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11106                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11107         },
11108 #endif
11109 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11110         {
11111                 .name = "max",
11112                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11113                 .seq_show = cpu_max_show,
11114                 .write = cpu_max_write,
11115         },
11116         {
11117                 .name = "max.burst",
11118                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11119                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11120                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11121         },
11122 #endif
11123 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11124         {
11125                 .name = "uclamp.min",
11126                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11127                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11128                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11129         },
11130         {
11131                 .name = "uclamp.max",
11132                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11133                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11134                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11135         },
11136 #endif
11137         { }     /* terminate */
11138 };
11139
11140 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
11141         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
11142         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
11143         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
11144         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
11145         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
11146         .fork           = cpu_cgroup_fork,
11147         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
11148         .attach         = cpu_cgroup_attach,
11149         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
11150         .dfl_cftypes    = cpu_files,
11151         .early_init     = true,
11152         .threaded       = true,
11153 };
11154
11155 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
11156
11157 void dump_cpu_task(int cpu)
11158 {
11159         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
11160         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
11161 }
11162
11163 /*
11164  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
11165  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
11166  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
11167  * that remained on nice 0.
11168  *
11169  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
11170  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
11171  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
11172  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
11173  * the relative distance between them is ~25%.)
11174  */
11175 const int sched_prio_to_weight[40] = {
11176  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
11177  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
11178  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
11179  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
11180  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
11181  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
11182  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
11183  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
11184 };
11185
11186 /*
11187  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
11188  *
11189  * In cases where the weight does not change often, we can use the
11190  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
11191  * into multiplications:
11192  */
11193 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
11194  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
11195  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
11196  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
11197  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
11198  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
11199  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
11200  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
11201  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
11202 };
11203
11204 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
11205 {
11206         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
11207 }