arm64: dts: qcom: sm8550: add TRNG node
[linux-modified.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/irq_regs.h>
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <linux/sched/rseq_api.h>
82 #include <trace/events/sched.h>
83 #include <trace/events/ipi.h>
84 #undef CREATE_TRACE_POINTS
85
86 #include "sched.h"
87 #include "stats.h"
88
89 #include "autogroup.h"
90 #include "pelt.h"
91 #include "smp.h"
92 #include "stats.h"
93
94 #include "../workqueue_internal.h"
95 #include "../../io_uring/io-wq.h"
96 #include "../smpboot.h"
97
98 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(ipi_send_cpu);
99 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(ipi_send_cpumask);
100
101 /*
102  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
103  * associated with them) to allow external modules to probe them.
104  */
105 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
106 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
107 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
108 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
109 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
110 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_thermal_tp);
111 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
112 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
113 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
114 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
115 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
116 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_compute_energy_tp);
117
118 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
119
120 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
121 /*
122  * Debugging: various feature bits
123  *
124  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
125  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
126  * at compile time and compiler optimization based on features default.
127  */
128 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
129         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
130 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
131 #include "features.h"
132         0;
133 #undef SCHED_FEAT
134
135 /*
136  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
137  * LATENCY_WARN is enabled).
138  *
139  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
140  * per boot.
141  */
142 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
143 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
144 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
145
146 /*
147  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
148  * Limited because this is done with IRQs disabled.
149  */
150 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
151
152 __read_mostly int scheduler_running;
153
154 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
155
156 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
157
158 /* kernel prio, less is more */
159 static inline int __task_prio(const struct task_struct *p)
160 {
161         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
162                 return -2;
163
164         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
165                 return p->prio; /* [-1, 99] */
166
167         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
168                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
169
170         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
171 }
172
173 /*
174  * l(a,b)
175  * le(a,b) := !l(b,a)
176  * g(a,b)  := l(b,a)
177  * ge(a,b) := !l(a,b)
178  */
179
180 /* real prio, less is less */
181 static inline bool prio_less(const struct task_struct *a,
182                              const struct task_struct *b, bool in_fi)
183 {
184
185         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
186
187         if (-pa < -pb)
188                 return true;
189
190         if (-pb < -pa)
191                 return false;
192
193         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
194                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
195
196         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
197                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
198
199         return false;
200 }
201
202 static inline bool __sched_core_less(const struct task_struct *a,
203                                      const struct task_struct *b)
204 {
205         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
206                 return true;
207
208         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
209                 return false;
210
211         /* flip prio, so high prio is leftmost */
212         if (prio_less(b, a, !!task_rq(a)->core->core_forceidle_count))
213                 return true;
214
215         return false;
216 }
217
218 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
219
220 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
221 {
222         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
223 }
224
225 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
226 {
227         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
228         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
229
230         if (cookie < p->core_cookie)
231                 return -1;
232
233         if (cookie > p->core_cookie)
234                 return 1;
235
236         return 0;
237 }
238
239 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
240 {
241         rq->core->core_task_seq++;
242
243         if (!p->core_cookie)
244                 return;
245
246         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
247 }
248
249 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
250 {
251         rq->core->core_task_seq++;
252
253         if (sched_core_enqueued(p)) {
254                 rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
255                 RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
256         }
257
258         /*
259          * Migrating the last task off the cpu, with the cpu in forced idle
260          * state. Reschedule to create an accounting edge for forced idle,
261          * and re-examine whether the core is still in forced idle state.
262          */
263         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE) && rq->nr_running == 1 &&
264             rq->core->core_forceidle_count && rq->curr == rq->idle)
265                 resched_curr(rq);
266 }
267
268 static int sched_task_is_throttled(struct task_struct *p, int cpu)
269 {
270         if (p->sched_class->task_is_throttled)
271                 return p->sched_class->task_is_throttled(p, cpu);
272
273         return 0;
274 }
275
276 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
277 {
278         struct rb_node *node = &p->core_node;
279         int cpu = task_cpu(p);
280
281         do {
282                 node = rb_next(node);
283                 if (!node)
284                         return NULL;
285
286                 p = __node_2_sc(node);
287                 if (p->core_cookie != cookie)
288                         return NULL;
289
290         } while (sched_task_is_throttled(p, cpu));
291
292         return p;
293 }
294
295 /*
296  * Find left-most (aka, highest priority) and unthrottled task matching @cookie.
297  * If no suitable task is found, NULL will be returned.
298  */
299 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
300 {
301         struct task_struct *p;
302         struct rb_node *node;
303
304         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
305         if (!node)
306                 return NULL;
307
308         p = __node_2_sc(node);
309         if (!sched_task_is_throttled(p, rq->cpu))
310                 return p;
311
312         return sched_core_next(p, cookie);
313 }
314
315 /*
316  * Magic required such that:
317  *
318  *      raw_spin_rq_lock(rq);
319  *      ...
320  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
321  *
322  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
323  * always agree on what rq has what lock.
324  *
325  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
326  */
327
328 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
329 static atomic_t sched_core_count;
330 static struct cpumask sched_core_mask;
331
332 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
333 {
334         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
335         int t, i = 0;
336
337         local_irq_save(*flags);
338         for_each_cpu(t, smt_mask)
339                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
340 }
341
342 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
343 {
344         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
345         int t;
346
347         for_each_cpu(t, smt_mask)
348                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
349         local_irq_restore(*flags);
350 }
351
352 static void __sched_core_flip(bool enabled)
353 {
354         unsigned long flags;
355         int cpu, t;
356
357         cpus_read_lock();
358
359         /*
360          * Toggle the online cores, one by one.
361          */
362         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
363         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
364                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
365
366                 sched_core_lock(cpu, &flags);
367
368                 for_each_cpu(t, smt_mask)
369                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
370
371                 cpu_rq(cpu)->core->core_forceidle_start = 0;
372
373                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
374
375                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
376         }
377
378         /*
379          * Toggle the offline CPUs.
380          */
381         for_each_cpu_andnot(cpu, cpu_possible_mask, cpu_online_mask)
382                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
383
384         cpus_read_unlock();
385 }
386
387 static void sched_core_assert_empty(void)
388 {
389         int cpu;
390
391         for_each_possible_cpu(cpu)
392                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
393 }
394
395 static void __sched_core_enable(void)
396 {
397         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
398         /*
399          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
400          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
401          */
402         synchronize_rcu();
403         __sched_core_flip(true);
404         sched_core_assert_empty();
405 }
406
407 static void __sched_core_disable(void)
408 {
409         sched_core_assert_empty();
410         __sched_core_flip(false);
411         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
412 }
413
414 void sched_core_get(void)
415 {
416         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
417                 return;
418
419         mutex_lock(&sched_core_mutex);
420         if (!atomic_read(&sched_core_count))
421                 __sched_core_enable();
422
423         smp_mb__before_atomic();
424         atomic_inc(&sched_core_count);
425         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
426 }
427
428 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
429 {
430         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
431                 __sched_core_disable();
432                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
433         }
434 }
435
436 void sched_core_put(void)
437 {
438         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
439
440         /*
441          * "There can be only one"
442          *
443          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
444          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
445          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
446          */
447         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
448                 schedule_work(&_work);
449 }
450
451 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
452
453 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
454 static inline void
455 sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags) { }
456
457 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
458
459 /*
460  * Serialization rules:
461  *
462  * Lock order:
463  *
464  *   p->pi_lock
465  *     rq->lock
466  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
467  *
468  *  rq1->lock
469  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
470  *
471  * Regular state:
472  *
473  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
474  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
475  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
476  * to run next.
477  *
478  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
479  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
480  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
481  * ttwu_queue_wakelist() ]
482  *
483  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
484  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
485  *
486  * Special state:
487  *
488  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
489  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
490  * stable while holding either lock:
491  *
492  *  - sched_setaffinity()/
493  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
494  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
495  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
496  *                              p->se.load, p->rt_priority,
497  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
498  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
499  *  - sched_move_task():        p->sched_task_group
500  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
501  *
502  * p->state <- TASK_*:
503  *
504  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
505  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
506  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
507  *   concurrent self.
508  *
509  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
510  *
511  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
512  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
513  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
514  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
515  *
516  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
517  *
518  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
519  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
520  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
521  *
522  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
523  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
524  *
525  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
526  *
527  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
528  *
529  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
530  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
531  *
532  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
533  *
534  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
535  *
536  *  - for migration called under rq->lock:
537  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
538  *
539  *    o move_queued_task()
540  *    o detach_task()
541  *
542  *  - for migration called under double_rq_lock():
543  *
544  *    o __migrate_swap_task()
545  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
546  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
547  *    o dl_task_offline_migration()
548  *
549  */
550
551 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
552 {
553         raw_spinlock_t *lock;
554
555         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
556         preempt_disable();
557         if (sched_core_disabled()) {
558                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
559                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
560                 preempt_enable_no_resched();
561                 return;
562         }
563
564         for (;;) {
565                 lock = __rq_lockp(rq);
566                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
567                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
568                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
569                         preempt_enable_no_resched();
570                         return;
571                 }
572                 raw_spin_unlock(lock);
573         }
574 }
575
576 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
577 {
578         raw_spinlock_t *lock;
579         bool ret;
580
581         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
582         preempt_disable();
583         if (sched_core_disabled()) {
584                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
585                 preempt_enable();
586                 return ret;
587         }
588
589         for (;;) {
590                 lock = __rq_lockp(rq);
591                 ret = raw_spin_trylock(lock);
592                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
593                         preempt_enable();
594                         return ret;
595                 }
596                 raw_spin_unlock(lock);
597         }
598 }
599
600 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
601 {
602         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
603 }
604
605 #ifdef CONFIG_SMP
606 /*
607  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
608  */
609 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
610 {
611         lockdep_assert_irqs_disabled();
612
613         if (rq_order_less(rq2, rq1))
614                 swap(rq1, rq2);
615
616         raw_spin_rq_lock(rq1);
617         if (__rq_lockp(rq1) != __rq_lockp(rq2))
618                 raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
619
620         double_rq_clock_clear_update(rq1, rq2);
621 }
622 #endif
623
624 /*
625  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
626  */
627 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
628         __acquires(rq->lock)
629 {
630         struct rq *rq;
631
632         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
633
634         for (;;) {
635                 rq = task_rq(p);
636                 raw_spin_rq_lock(rq);
637                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
638                         rq_pin_lock(rq, rf);
639                         return rq;
640                 }
641                 raw_spin_rq_unlock(rq);
642
643                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
644                         cpu_relax();
645         }
646 }
647
648 /*
649  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
650  */
651 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
652         __acquires(p->pi_lock)
653         __acquires(rq->lock)
654 {
655         struct rq *rq;
656
657         for (;;) {
658                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
659                 rq = task_rq(p);
660                 raw_spin_rq_lock(rq);
661                 /*
662                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
663                  *
664                  *      ACQUIRE (rq->lock)
665                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
666                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
667                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
668                  *                                      [L] ->on_rq
669                  *      RELEASE (rq->lock)
670                  *
671                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
672                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
673                  *
674                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
675                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
676                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
677                  */
678                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
679                         rq_pin_lock(rq, rf);
680                         return rq;
681                 }
682                 raw_spin_rq_unlock(rq);
683                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
684
685                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
686                         cpu_relax();
687         }
688 }
689
690 /*
691  * RQ-clock updating methods:
692  */
693
694 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
695 {
696 /*
697  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
698  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
699  */
700         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
701
702 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
703         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
704
705         /*
706          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
707          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
708          * {soft,}irq region.
709          *
710          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
711          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
712          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
713          * monotonic.
714          *
715          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
716          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
717          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
718          * atomic ops.
719          */
720         if (irq_delta > delta)
721                 irq_delta = delta;
722
723         rq->prev_irq_time += irq_delta;
724         delta -= irq_delta;
725         psi_account_irqtime(rq->curr, irq_delta);
726         delayacct_irq(rq->curr, irq_delta);
727 #endif
728 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
729         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
730                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
731                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
732
733                 if (unlikely(steal > delta))
734                         steal = delta;
735
736                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
737                 delta -= steal;
738         }
739 #endif
740
741         rq->clock_task += delta;
742
743 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
744         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
745                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
746 #endif
747         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
748 }
749
750 void update_rq_clock(struct rq *rq)
751 {
752         s64 delta;
753
754         lockdep_assert_rq_held(rq);
755
756         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
757                 return;
758
759 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
760         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
761                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
762         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
763 #endif
764
765         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
766         if (delta < 0)
767                 return;
768         rq->clock += delta;
769         update_rq_clock_task(rq, delta);
770 }
771
772 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
773 /*
774  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
775  */
776
777 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
778 {
779         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
780                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
781 }
782
783 /*
784  * High-resolution timer tick.
785  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
786  */
787 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
788 {
789         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
790         struct rq_flags rf;
791
792         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
793
794         rq_lock(rq, &rf);
795         update_rq_clock(rq);
796         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
797         rq_unlock(rq, &rf);
798
799         return HRTIMER_NORESTART;
800 }
801
802 #ifdef CONFIG_SMP
803
804 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
805 {
806         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
807         ktime_t time = rq->hrtick_time;
808
809         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
810 }
811
812 /*
813  * called from hardirq (IPI) context
814  */
815 static void __hrtick_start(void *arg)
816 {
817         struct rq *rq = arg;
818         struct rq_flags rf;
819
820         rq_lock(rq, &rf);
821         __hrtick_restart(rq);
822         rq_unlock(rq, &rf);
823 }
824
825 /*
826  * Called to set the hrtick timer state.
827  *
828  * called with rq->lock held and irqs disabled
829  */
830 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
831 {
832         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
833         s64 delta;
834
835         /*
836          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
837          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
838          */
839         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
840         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
841
842         if (rq == this_rq())
843                 __hrtick_restart(rq);
844         else
845                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
846 }
847
848 #else
849 /*
850  * Called to set the hrtick timer state.
851  *
852  * called with rq->lock held and irqs disabled
853  */
854 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
855 {
856         /*
857          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
858          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
859          */
860         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
861         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
862                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
863 }
864
865 #endif /* CONFIG_SMP */
866
867 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
868 {
869 #ifdef CONFIG_SMP
870         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
871 #endif
872         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
873         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
874 }
875 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
876 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
877 {
878 }
879
880 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
881 {
882 }
883 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
884
885 /*
886  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
887  */
888 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
889         ({                                                              \
890                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
891                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
892                 typeof(*_ptr) _val = *_ptr;                             \
893                                                                         \
894                 do {                                                    \
895                 } while (!try_cmpxchg(_ptr, &_val, _val | _mask));      \
896         _val;                                                           \
897 })
898
899 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
900 /*
901  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
902  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
903  * spurious IPIs.
904  */
905 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
906 {
907         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
908         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
909 }
910
911 /*
912  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
913  *
914  * If this returns true, then the idle task promises to call
915  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
916  */
917 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
918 {
919         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
920         typeof(ti->flags) val = READ_ONCE(ti->flags);
921
922         do {
923                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
924                         return false;
925                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
926                         return true;
927         } while (!try_cmpxchg(&ti->flags, &val, val | _TIF_NEED_RESCHED));
928
929         return true;
930 }
931
932 #else
933 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
934 {
935         set_tsk_need_resched(p);
936         return true;
937 }
938
939 #ifdef CONFIG_SMP
940 static inline bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
941 {
942         return false;
943 }
944 #endif
945 #endif
946
947 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
948 {
949         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
950
951         /*
952          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
953          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
954          * wakeup due to that.
955          *
956          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
957          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
958          */
959         smp_mb__before_atomic();
960         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
961                 return false;
962
963         /*
964          * The head is context local, there can be no concurrency.
965          */
966         *head->lastp = node;
967         head->lastp = &node->next;
968         return true;
969 }
970
971 /**
972  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
973  * @head: the wake_q_head to add @task to
974  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
975  *
976  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
977  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
978  * instantly.
979  *
980  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
981  * must be ready to be woken at this location.
982  */
983 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
984 {
985         if (__wake_q_add(head, task))
986                 get_task_struct(task);
987 }
988
989 /**
990  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
991  * @head: the wake_q_head to add @task to
992  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
993  *
994  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
995  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
996  * instantly.
997  *
998  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
999  * must be ready to be woken at this location.
1000  *
1001  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
1002  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
1003  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
1004  * queued for wakeup.
1005  */
1006 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
1007 {
1008         if (!__wake_q_add(head, task))
1009                 put_task_struct(task);
1010 }
1011
1012 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
1013 {
1014         struct wake_q_node *node = head->first;
1015
1016         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
1017                 struct task_struct *task;
1018
1019                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
1020                 /* Task can safely be re-inserted now: */
1021                 node = node->next;
1022                 task->wake_q.next = NULL;
1023
1024                 /*
1025                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
1026                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
1027                  */
1028                 wake_up_process(task);
1029                 put_task_struct(task);
1030         }
1031 }
1032
1033 /*
1034  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
1035  *
1036  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1037  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1038  * the target CPU.
1039  */
1040 void resched_curr(struct rq *rq)
1041 {
1042         struct task_struct *curr = rq->curr;
1043         int cpu;
1044
1045         lockdep_assert_rq_held(rq);
1046
1047         if (test_tsk_need_resched(curr))
1048                 return;
1049
1050         cpu = cpu_of(rq);
1051
1052         if (cpu == smp_processor_id()) {
1053                 set_tsk_need_resched(curr);
1054                 set_preempt_need_resched();
1055                 return;
1056         }
1057
1058         if (set_nr_and_not_polling(curr))
1059                 smp_send_reschedule(cpu);
1060         else
1061                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1062 }
1063
1064 void resched_cpu(int cpu)
1065 {
1066         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1067         unsigned long flags;
1068
1069         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
1070         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
1071                 resched_curr(rq);
1072         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
1073 }
1074
1075 #ifdef CONFIG_SMP
1076 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1077 /*
1078  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1079  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1080  *
1081  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1082  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1083  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1084  */
1085 int get_nohz_timer_target(void)
1086 {
1087         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1088         struct sched_domain *sd;
1089         const struct cpumask *hk_mask;
1090
1091         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TIMER)) {
1092                 if (!idle_cpu(cpu))
1093                         return cpu;
1094                 default_cpu = cpu;
1095         }
1096
1097         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_TIMER);
1098
1099         guard(rcu)();
1100
1101         for_each_domain(cpu, sd) {
1102                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1103                         if (cpu == i)
1104                                 continue;
1105
1106                         if (!idle_cpu(i))
1107                                 return i;
1108                 }
1109         }
1110
1111         if (default_cpu == -1)
1112                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_TYPE_TIMER);
1113
1114         return default_cpu;
1115 }
1116
1117 /*
1118  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1119  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1120  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1121  * idle system the next event might even be infinite time into the
1122  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1123  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1124  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1125  * wheel for the next timer event.
1126  */
1127 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1128 {
1129         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1130
1131         if (cpu == smp_processor_id())
1132                 return;
1133
1134         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1135                 smp_send_reschedule(cpu);
1136         else
1137                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1138 }
1139
1140 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1141 {
1142         /*
1143          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1144          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1145          * If needed we can still optimize that later with an
1146          * empty IRQ.
1147          */
1148         if (cpu_is_offline(cpu))
1149                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1150         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1151                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1152                     tick_nohz_tick_stopped())
1153                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1154                 return true;
1155         }
1156
1157         return false;
1158 }
1159
1160 /*
1161  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1162  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1163  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1164  */
1165 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1166 {
1167         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1168                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1169 }
1170
1171 static void nohz_csd_func(void *info)
1172 {
1173         struct rq *rq = info;
1174         int cpu = cpu_of(rq);
1175         unsigned int flags;
1176
1177         /*
1178          * Release the rq::nohz_csd.
1179          */
1180         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1181         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1182
1183         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1184         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1185                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1186                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1187         }
1188 }
1189
1190 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1191
1192 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1193 static inline bool __need_bw_check(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1194 {
1195         if (rq->nr_running != 1)
1196                 return false;
1197
1198         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
1199                 return false;
1200
1201         if (!task_on_rq_queued(p))
1202                 return false;
1203
1204         return true;
1205 }
1206
1207 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1208 {
1209         int fifo_nr_running;
1210
1211         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1212         if (rq->dl.dl_nr_running)
1213                 return false;
1214
1215         /*
1216          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1217          * actual RR behaviour.
1218          */
1219         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1220                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1221                         return true;
1222                 else
1223                         return false;
1224         }
1225
1226         /*
1227          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1228          * forced preemption between FIFO tasks.
1229          */
1230         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1231         if (fifo_nr_running)
1232                 return true;
1233
1234         /*
1235          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1236          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1237          * preemption.
1238          */
1239         if (rq->nr_running > 1)
1240                 return false;
1241
1242         /*
1243          * If there is one task and it has CFS runtime bandwidth constraints
1244          * and it's on the cpu now we don't want to stop the tick.
1245          * This check prevents clearing the bit if a newly enqueued task here is
1246          * dequeued by migrating while the constrained task continues to run.
1247          * E.g. going from 2->1 without going through pick_next_task().
1248          */
1249         if (sched_feat(HZ_BW) && __need_bw_check(rq, rq->curr)) {
1250                 if (cfs_task_bw_constrained(rq->curr))
1251                         return false;
1252         }
1253
1254         return true;
1255 }
1256 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1257 #endif /* CONFIG_SMP */
1258
1259 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1260                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1261 /*
1262  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1263  * node and @up when leaving it for the final time.
1264  *
1265  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1266  */
1267 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1268                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1269 {
1270         struct task_group *parent, *child;
1271         int ret;
1272
1273         parent = from;
1274
1275 down:
1276         ret = (*down)(parent, data);
1277         if (ret)
1278                 goto out;
1279         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1280                 parent = child;
1281                 goto down;
1282
1283 up:
1284                 continue;
1285         }
1286         ret = (*up)(parent, data);
1287         if (ret || parent == from)
1288                 goto out;
1289
1290         child = parent;
1291         parent = parent->parent;
1292         if (parent)
1293                 goto up;
1294 out:
1295         return ret;
1296 }
1297
1298 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1299 {
1300         return 0;
1301 }
1302 #endif
1303
1304 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1305 {
1306         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1307         struct load_weight *load = &p->se.load;
1308
1309         /*
1310          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1311          */
1312         if (task_has_idle_policy(p)) {
1313                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1314                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1315                 return;
1316         }
1317
1318         /*
1319          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1320          * weight
1321          */
1322         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1323                 reweight_task(p, prio);
1324         } else {
1325                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1326                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1327         }
1328 }
1329
1330 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1331 /*
1332  * Serializes updates of utilization clamp values
1333  *
1334  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1335  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1336  * support enqueue/dequeue operations.
1337  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1338  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1339  * updates or API abuses.
1340  */
1341 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1342
1343 /* Max allowed minimum utilization */
1344 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1345
1346 /* Max allowed maximum utilization */
1347 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1348
1349 /*
1350  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1351  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1352  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1353  *
1354  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1355  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1356  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1357  * battery life.
1358  *
1359  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1360  *
1361  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1362  * above.
1363  */
1364 static unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1365
1366 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1367 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1368
1369 /*
1370  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1371  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1372  * enqueue/dequeue_task().
1373  *
1374  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1375  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1376  *
1377  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1378  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1379  * functionality.
1380  *
1381  * The knobs that would enable this static key are:
1382  *
1383  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1384  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1385  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1386  */
1387 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1388
1389 /* Integer rounded range for each bucket */
1390 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1391
1392 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1393         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1394
1395 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1396 {
1397         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1398 }
1399
1400 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1401 {
1402         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1403                 return 0;
1404         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1405 }
1406
1407 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1408                                  unsigned int value, bool user_defined)
1409 {
1410         uc_se->value = value;
1411         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1412         uc_se->user_defined = user_defined;
1413 }
1414
1415 static inline unsigned int
1416 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1417                   unsigned int clamp_value)
1418 {
1419         /*
1420          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1421          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1422          * max-clamp.
1423          */
1424         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1425                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1426                 return clamp_value;
1427         }
1428
1429         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1430 }
1431
1432 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1433                                      unsigned int clamp_value)
1434 {
1435         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1436         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1437                 return;
1438
1439         uclamp_rq_set(rq, clamp_id, clamp_value);
1440 }
1441
1442 static inline
1443 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1444                                    unsigned int clamp_value)
1445 {
1446         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1447         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1448
1449         /*
1450          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1451          * top most bucket with tasks in.
1452          */
1453         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1454                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1455                         continue;
1456                 return bucket[bucket_id].value;
1457         }
1458
1459         /* No tasks -- default clamp values */
1460         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1461 }
1462
1463 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1464 {
1465         unsigned int default_util_min;
1466         struct uclamp_se *uc_se;
1467
1468         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1469
1470         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1471
1472         /* Only sync if user didn't override the default */
1473         if (uc_se->user_defined)
1474                 return;
1475
1476         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1477         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1478 }
1479
1480 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1481 {
1482         if (!rt_task(p))
1483                 return;
1484
1485         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1486         guard(task_rq_lock)(p);
1487         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1488 }
1489
1490 static inline struct uclamp_se
1491 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1492 {
1493         /* Copy by value as we could modify it */
1494         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1495 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1496         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1497
1498         /*
1499          * Tasks in autogroups or root task group will be
1500          * restricted by system defaults.
1501          */
1502         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1503                 return uc_req;
1504         if (task_group(p) == &root_task_group)
1505                 return uc_req;
1506
1507         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1508         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1509         value = uc_req.value;
1510         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1511         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1512 #endif
1513
1514         return uc_req;
1515 }
1516
1517 /*
1518  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1519  * priority:
1520  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1521  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1522  *   group or in an autogroup
1523  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1524  */
1525 static inline struct uclamp_se
1526 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1527 {
1528         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1529         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1530
1531         /* System default restrictions always apply */
1532         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1533                 return uc_max;
1534
1535         return uc_req;
1536 }
1537
1538 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1539 {
1540         struct uclamp_se uc_eff;
1541
1542         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1543         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1544                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1545
1546         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1547
1548         return (unsigned long)uc_eff.value;
1549 }
1550
1551 /*
1552  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1553  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1554  * updates the rq's clamp value if required.
1555  *
1556  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1557  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1558  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1559  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1560  */
1561 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1562                                     enum uclamp_id clamp_id)
1563 {
1564         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1565         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1566         struct uclamp_bucket *bucket;
1567
1568         lockdep_assert_rq_held(rq);
1569
1570         /* Update task effective clamp */
1571         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1572
1573         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1574         bucket->tasks++;
1575         uc_se->active = true;
1576
1577         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1578
1579         /*
1580          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1581          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1582          */
1583         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1584                 bucket->value = uc_se->value;
1585
1586         if (uc_se->value > uclamp_rq_get(rq, clamp_id))
1587                 uclamp_rq_set(rq, clamp_id, uc_se->value);
1588 }
1589
1590 /*
1591  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1592  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1593  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1594  *
1595  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1596  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1597  * enforce the expected state and warn.
1598  */
1599 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1600                                     enum uclamp_id clamp_id)
1601 {
1602         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1603         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1604         struct uclamp_bucket *bucket;
1605         unsigned int bkt_clamp;
1606         unsigned int rq_clamp;
1607
1608         lockdep_assert_rq_held(rq);
1609
1610         /*
1611          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1612          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1613          *
1614          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1615          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1616          * here.
1617          *
1618          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1619          * problem too
1620          *
1621          *      enqueue(taskA)
1622          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1623          *      enqueue(taskB)
1624          *      dequeue(taskA)
1625          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1626          *      dequeue(taskB)
1627          *
1628          * where we could end up with stale data in uc_se and
1629          * bucket[uc_se->bucket_id].
1630          *
1631          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1632          */
1633         if (unlikely(!uc_se->active))
1634                 return;
1635
1636         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1637
1638         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1639         if (likely(bucket->tasks))
1640                 bucket->tasks--;
1641
1642         uc_se->active = false;
1643
1644         /*
1645          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1646          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1647          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1648          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1649          */
1650         if (likely(bucket->tasks))
1651                 return;
1652
1653         rq_clamp = uclamp_rq_get(rq, clamp_id);
1654         /*
1655          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1656          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1657          */
1658         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1659         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1660                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1661                 uclamp_rq_set(rq, clamp_id, bkt_clamp);
1662         }
1663 }
1664
1665 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1666 {
1667         enum uclamp_id clamp_id;
1668
1669         /*
1670          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1671          *
1672          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1673          * sched_uclamp_used is disabled.
1674          */
1675         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1676                 return;
1677
1678         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1679                 return;
1680
1681         for_each_clamp_id(clamp_id)
1682                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1683
1684         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1685         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1686                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1687 }
1688
1689 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1690 {
1691         enum uclamp_id clamp_id;
1692
1693         /*
1694          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1695          *
1696          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1697          * sched_uclamp_used is disabled.
1698          */
1699         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1700                 return;
1701
1702         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1703                 return;
1704
1705         for_each_clamp_id(clamp_id)
1706                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1707 }
1708
1709 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1710                                       enum uclamp_id clamp_id)
1711 {
1712         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1713                 return;
1714
1715         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1716         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1717
1718         /*
1719          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1720          * active tasks on rq.
1721          */
1722         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1723                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1724 }
1725
1726 static inline void
1727 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1728 {
1729         enum uclamp_id clamp_id;
1730         struct rq_flags rf;
1731         struct rq *rq;
1732
1733         /*
1734          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1735          *
1736          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1737          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1738          * enqueues, dequeues and migration operations.
1739          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1740          */
1741         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1742
1743         /*
1744          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1745          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1746          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1747          * it will already see the updated clamp bucket value.
1748          */
1749         for_each_clamp_id(clamp_id)
1750                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1751
1752         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1753 }
1754
1755 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1756 static inline void
1757 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1758 {
1759         struct css_task_iter it;
1760         struct task_struct *p;
1761
1762         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1763         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1764                 uclamp_update_active(p);
1765         css_task_iter_end(&it);
1766 }
1767
1768 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1769 #endif
1770
1771 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1772 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1773 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1774 static void uclamp_update_root_tg(void)
1775 {
1776         struct task_group *tg = &root_task_group;
1777
1778         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1779                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1780         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1781                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1782
1783         guard(rcu)();
1784         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1785 }
1786 #else
1787 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1788 #endif
1789
1790 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1791 {
1792         struct task_struct *g, *p;
1793
1794         /*
1795          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1796          *                                        uclamp_min_rt = X;
1797          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1798          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1799          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1800          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1801          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1802          *
1803          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1804          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1805          * task.
1806          */
1807         read_lock(&tasklist_lock);
1808         smp_mb__after_spinlock();
1809         read_unlock(&tasklist_lock);
1810
1811         guard(rcu)();
1812         for_each_process_thread(g, p)
1813                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1814 }
1815
1816 static int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1817                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1818 {
1819         bool update_root_tg = false;
1820         int old_min, old_max, old_min_rt;
1821         int result;
1822
1823         guard(mutex)(&uclamp_mutex);
1824
1825         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1826         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1827         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1828
1829         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1830         if (result)
1831                 goto undo;
1832         if (!write)
1833                 return 0;
1834
1835         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1836             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1837             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1838
1839                 result = -EINVAL;
1840                 goto undo;
1841         }
1842
1843         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1844                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1845                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1846                 update_root_tg = true;
1847         }
1848         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1849                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1850                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1851                 update_root_tg = true;
1852         }
1853
1854         if (update_root_tg) {
1855                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1856                 uclamp_update_root_tg();
1857         }
1858
1859         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1860                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1861                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1862         }
1863
1864         /*
1865          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1866          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1867          * task enqueue time.
1868          */
1869         return 0;
1870
1871 undo:
1872         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1873         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1874         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1875         return result;
1876 }
1877 #endif
1878 #endif
1879
1880 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1881                            const struct sched_attr *attr)
1882 {
1883         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1884         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1885
1886         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1887                 util_min = attr->sched_util_min;
1888
1889                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1890                         return -EINVAL;
1891         }
1892
1893         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1894                 util_max = attr->sched_util_max;
1895
1896                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1897                         return -EINVAL;
1898         }
1899
1900         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1901                 return -EINVAL;
1902
1903         /*
1904          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1905          *
1906          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1907          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1908          * scheduler locks.
1909          */
1910         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1911
1912         return 0;
1913 }
1914
1915 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1916                          enum uclamp_id clamp_id,
1917                          struct uclamp_se *uc_se)
1918 {
1919         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1920         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1921             !uc_se->user_defined)
1922                 return true;
1923
1924         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1925         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1926             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1927             attr->sched_util_min == -1) {
1928                 return true;
1929         }
1930
1931         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1932             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1933             attr->sched_util_max == -1) {
1934                 return true;
1935         }
1936
1937         return false;
1938 }
1939
1940 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1941                                   const struct sched_attr *attr)
1942 {
1943         enum uclamp_id clamp_id;
1944
1945         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1946                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1947                 unsigned int value;
1948
1949                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1950                         continue;
1951
1952                 /*
1953                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1954                  * at runtime.
1955                  */
1956                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1957                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1958                 else
1959                         value = uclamp_none(clamp_id);
1960
1961                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1962
1963         }
1964
1965         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1966                 return;
1967
1968         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1969             attr->sched_util_min != -1) {
1970                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1971                               attr->sched_util_min, true);
1972         }
1973
1974         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1975             attr->sched_util_max != -1) {
1976                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1977                               attr->sched_util_max, true);
1978         }
1979 }
1980
1981 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1982 {
1983         enum uclamp_id clamp_id;
1984
1985         /*
1986          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1987          * as the task is still at its early fork stages.
1988          */
1989         for_each_clamp_id(clamp_id)
1990                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1991
1992         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1993                 return;
1994
1995         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1996                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1997                               uclamp_none(clamp_id), false);
1998         }
1999 }
2000
2001 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
2002 {
2003         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
2004 }
2005
2006 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
2007 {
2008         enum uclamp_id clamp_id;
2009         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
2010
2011         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2012                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
2013                         .value = uclamp_none(clamp_id)
2014                 };
2015         }
2016
2017         rq->uclamp_flags = UCLAMP_FLAG_IDLE;
2018 }
2019
2020 static void __init init_uclamp(void)
2021 {
2022         struct uclamp_se uc_max = {};
2023         enum uclamp_id clamp_id;
2024         int cpu;
2025
2026         for_each_possible_cpu(cpu)
2027                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
2028
2029         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2030                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
2031                               uclamp_none(clamp_id), false);
2032         }
2033
2034         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
2035         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
2036         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2037                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
2038 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
2039                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
2040                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
2041 #endif
2042         }
2043 }
2044
2045 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2046 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2047 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2048 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
2049                                   const struct sched_attr *attr)
2050 {
2051         return -EOPNOTSUPP;
2052 }
2053 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
2054                                   const struct sched_attr *attr) { }
2055 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
2056 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
2057 static inline void init_uclamp(void) { }
2058 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2059
2060 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
2061 {
2062         return task_on_rq_queued(p);
2063 }
2064
2065 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
2066 {
2067         unsigned long ip = 0;
2068         unsigned int state;
2069
2070         if (!p || p == current)
2071                 return 0;
2072
2073         /* Only get wchan if task is blocked and we can keep it that way. */
2074         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2075         state = READ_ONCE(p->__state);
2076         smp_rmb(); /* see try_to_wake_up() */
2077         if (state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq)
2078                 ip = __get_wchan(p);
2079         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2080
2081         return ip;
2082 }
2083
2084 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2085 {
2086         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
2087                 update_rq_clock(rq);
2088
2089         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
2090                 sched_info_enqueue(rq, p);
2091                 psi_enqueue(p, (flags & ENQUEUE_WAKEUP) && !(flags & ENQUEUE_MIGRATED));
2092         }
2093
2094         uclamp_rq_inc(rq, p);
2095         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
2096
2097         if (sched_core_enabled(rq))
2098                 sched_core_enqueue(rq, p);
2099 }
2100
2101 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2102 {
2103         if (sched_core_enabled(rq))
2104                 sched_core_dequeue(rq, p, flags);
2105
2106         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
2107                 update_rq_clock(rq);
2108
2109         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
2110                 sched_info_dequeue(rq, p);
2111                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2112         }
2113
2114         uclamp_rq_dec(rq, p);
2115         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
2116 }
2117
2118 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2119 {
2120         if (task_on_rq_migrating(p))
2121                 flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2122         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
2123                 sched_mm_cid_migrate_to(rq, p);
2124
2125         enqueue_task(rq, p, flags);
2126
2127         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2128 }
2129
2130 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2131 {
2132         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2133
2134         dequeue_task(rq, p, flags);
2135 }
2136
2137 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2138 {
2139         int prio;
2140
2141         if (dl_policy(policy))
2142                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2143         else if (rt_policy(policy))
2144                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2145         else
2146                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2147
2148         return prio;
2149 }
2150
2151 /*
2152  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2153  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2154  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2155  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2156  * estimator recalculates.
2157  */
2158 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2159 {
2160         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2161 }
2162
2163 /*
2164  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2165  * taken into account by the scheduler. This value might
2166  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2167  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2168  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2169  */
2170 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2171 {
2172         p->normal_prio = normal_prio(p);
2173         /*
2174          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2175          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2176          * to the normal priority:
2177          */
2178         if (!rt_prio(p->prio))
2179                 return p->normal_prio;
2180         return p->prio;
2181 }
2182
2183 /**
2184  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2185  * @p: the task in question.
2186  *
2187  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2188  */
2189 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2190 {
2191         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2192 }
2193
2194 /*
2195  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2196  * use the balance_callback list if you want balancing.
2197  *
2198  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2199  * balance_callback().
2200  */
2201 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2202                                        const struct sched_class *prev_class,
2203                                        int oldprio)
2204 {
2205         if (prev_class != p->sched_class) {
2206                 if (prev_class->switched_from)
2207                         prev_class->switched_from(rq, p);
2208
2209                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2210         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2211                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2212 }
2213
2214 void wakeup_preempt(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2215 {
2216         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2217                 rq->curr->sched_class->wakeup_preempt(rq, p, flags);
2218         else if (sched_class_above(p->sched_class, rq->curr->sched_class))
2219                 resched_curr(rq);
2220
2221         /*
2222          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2223          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2224          */
2225         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2226                 rq_clock_skip_update(rq);
2227 }
2228
2229 static __always_inline
2230 int __task_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state)
2231 {
2232         if (READ_ONCE(p->__state) & state)
2233                 return 1;
2234
2235         if (READ_ONCE(p->saved_state) & state)
2236                 return -1;
2237
2238         return 0;
2239 }
2240
2241 static __always_inline
2242 int task_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state)
2243 {
2244         /*
2245          * Serialize against current_save_and_set_rtlock_wait_state(),
2246          * current_restore_rtlock_saved_state(), and __refrigerator().
2247          */
2248         guard(raw_spinlock_irq)(&p->pi_lock);
2249         return __task_state_match(p, state);
2250 }
2251
2252 /*
2253  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2254  *
2255  * Wait for the thread to block in any of the states set in @match_state.
2256  * If it changes, i.e. @p might have woken up, then return zero.  When we
2257  * succeed in waiting for @p to be off its CPU, we return a positive number
2258  * (its total switch count).  If a second call a short while later returns the
2259  * same number, the caller can be sure that @p has remained unscheduled the
2260  * whole time.
2261  *
2262  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2263  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2264  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2265  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2266  * waiting to become inactive.
2267  */
2268 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
2269 {
2270         int running, queued, match;
2271         struct rq_flags rf;
2272         unsigned long ncsw;
2273         struct rq *rq;
2274
2275         for (;;) {
2276                 /*
2277                  * We do the initial early heuristics without holding
2278                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2279                  * the runqueue lock when things look like they will
2280                  * work out!
2281                  */
2282                 rq = task_rq(p);
2283
2284                 /*
2285                  * If the task is actively running on another CPU
2286                  * still, just relax and busy-wait without holding
2287                  * any locks.
2288                  *
2289                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2290                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2291                  * But we don't care, since "task_on_cpu()" will
2292                  * return false if the runqueue has changed and p
2293                  * is actually now running somewhere else!
2294                  */
2295                 while (task_on_cpu(rq, p)) {
2296                         if (!task_state_match(p, match_state))
2297                                 return 0;
2298                         cpu_relax();
2299                 }
2300
2301                 /*
2302                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2303                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2304                  * just go back and repeat.
2305                  */
2306                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
2307                 trace_sched_wait_task(p);
2308                 running = task_on_cpu(rq, p);
2309                 queued = task_on_rq_queued(p);
2310                 ncsw = 0;
2311                 if ((match = __task_state_match(p, match_state))) {
2312                         /*
2313                          * When matching on p->saved_state, consider this task
2314                          * still queued so it will wait.
2315                          */
2316                         if (match < 0)
2317                                 queued = 1;
2318                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2319                 }
2320                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2321
2322                 /*
2323                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2324                  */
2325                 if (unlikely(!ncsw))
2326                         break;
2327
2328                 /*
2329                  * Was it really running after all now that we
2330                  * checked with the proper locks actually held?
2331                  *
2332                  * Oops. Go back and try again..
2333                  */
2334                 if (unlikely(running)) {
2335                         cpu_relax();
2336                         continue;
2337                 }
2338
2339                 /*
2340                  * It's not enough that it's not actively running,
2341                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2342                  * preempted!
2343                  *
2344                  * So if it was still runnable (but just not actively
2345                  * running right now), it's preempted, and we should
2346                  * yield - it could be a while.
2347                  */
2348                 if (unlikely(queued)) {
2349                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
2350
2351                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2352                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
2353                         continue;
2354                 }
2355
2356                 /*
2357                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2358                  * runnable, which means that it will never become
2359                  * running in the future either. We're all done!
2360                  */
2361                 break;
2362         }
2363
2364         return ncsw;
2365 }
2366
2367 #ifdef CONFIG_SMP
2368
2369 static void
2370 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx);
2371
2372 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2373                                   struct affinity_context *ctx);
2374
2375 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2376 {
2377         struct affinity_context ac = {
2378                 .new_mask  = cpumask_of(rq->cpu),
2379                 .flags     = SCA_MIGRATE_DISABLE,
2380         };
2381
2382         if (likely(!p->migration_disabled))
2383                 return;
2384
2385         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2386                 return;
2387
2388         /*
2389          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2390          */
2391         __do_set_cpus_allowed(p, &ac);
2392 }
2393
2394 void migrate_disable(void)
2395 {
2396         struct task_struct *p = current;
2397
2398         if (p->migration_disabled) {
2399                 p->migration_disabled++;
2400                 return;
2401         }
2402
2403         guard(preempt)();
2404         this_rq()->nr_pinned++;
2405         p->migration_disabled = 1;
2406 }
2407 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2408
2409 void migrate_enable(void)
2410 {
2411         struct task_struct *p = current;
2412         struct affinity_context ac = {
2413                 .new_mask  = &p->cpus_mask,
2414                 .flags     = SCA_MIGRATE_ENABLE,
2415         };
2416
2417         if (p->migration_disabled > 1) {
2418                 p->migration_disabled--;
2419                 return;
2420         }
2421
2422         if (WARN_ON_ONCE(!p->migration_disabled))
2423                 return;
2424
2425         /*
2426          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2427          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2428          */
2429         guard(preempt)();
2430         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2431                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &ac);
2432         /*
2433          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2434          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2435          * select_fallback_rq) get confused.
2436          */
2437         barrier();
2438         p->migration_disabled = 0;
2439         this_rq()->nr_pinned--;
2440 }
2441 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2442
2443 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2444 {
2445         return rq->nr_pinned;
2446 }
2447
2448 /*
2449  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2450  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2451  */
2452 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2453 {
2454         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2455         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2456                 return false;
2457
2458         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2459         if (is_migration_disabled(p))
2460                 return cpu_online(cpu);
2461
2462         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2463         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2464                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2465
2466         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2467         if (kthread_is_per_cpu(p))
2468                 return cpu_online(cpu);
2469
2470         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2471         if (cpu_dying(cpu))
2472                 return false;
2473
2474         /* But are allowed during online. */
2475         return cpu_online(cpu);
2476 }
2477
2478 /*
2479  * This is how migration works:
2480  *
2481  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2482  *    stop_one_cpu().
2483  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2484  *    off the CPU)
2485  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2486  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2487  *    it and puts it into the right queue.
2488  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2489  *    is done.
2490  */
2491
2492 /*
2493  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2494  *
2495  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2496  */
2497 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2498                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2499 {
2500         lockdep_assert_rq_held(rq);
2501
2502         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2503         set_task_cpu(p, new_cpu);
2504         rq_unlock(rq, rf);
2505
2506         rq = cpu_rq(new_cpu);
2507
2508         rq_lock(rq, rf);
2509         WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != new_cpu);
2510         activate_task(rq, p, 0);
2511         wakeup_preempt(rq, p, 0);
2512
2513         return rq;
2514 }
2515
2516 struct migration_arg {
2517         struct task_struct              *task;
2518         int                             dest_cpu;
2519         struct set_affinity_pending     *pending;
2520 };
2521
2522 /*
2523  * @refs: number of wait_for_completion()
2524  * @stop_pending: is @stop_work in use
2525  */
2526 struct set_affinity_pending {
2527         refcount_t              refs;
2528         unsigned int            stop_pending;
2529         struct completion       done;
2530         struct cpu_stop_work    stop_work;
2531         struct migration_arg    arg;
2532 };
2533
2534 /*
2535  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2536  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2537  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2538  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2539  *
2540  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2541  * as the task is no longer on this CPU.
2542  */
2543 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2544                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2545 {
2546         /* Affinity changed (again). */
2547         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2548                 return rq;
2549
2550         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2551
2552         return rq;
2553 }
2554
2555 /*
2556  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2557  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2558  * 'pushing' onto another runqueue.
2559  */
2560 static int migration_cpu_stop(void *data)
2561 {
2562         struct migration_arg *arg = data;
2563         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2564         struct task_struct *p = arg->task;
2565         struct rq *rq = this_rq();
2566         bool complete = false;
2567         struct rq_flags rf;
2568
2569         /*
2570          * The original target CPU might have gone down and we might
2571          * be on another CPU but it doesn't matter.
2572          */
2573         local_irq_save(rf.flags);
2574         /*
2575          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2576          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2577          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2578          */
2579         flush_smp_call_function_queue();
2580
2581         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2582         rq_lock(rq, &rf);
2583
2584         /*
2585          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2586          * p->migration_pending must have remained stable.
2587          */
2588         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2589
2590         /*
2591          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2592          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2593          * we're holding p->pi_lock.
2594          */
2595         if (task_rq(p) == rq) {
2596                 if (is_migration_disabled(p))
2597                         goto out;
2598
2599                 if (pending) {
2600                         p->migration_pending = NULL;
2601                         complete = true;
2602
2603                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2604                                 goto out;
2605                 }
2606
2607                 if (task_on_rq_queued(p)) {
2608                         update_rq_clock(rq);
2609                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2610                 } else {
2611                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2612                 }
2613
2614                 /*
2615                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2616                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2617                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2618                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2619                  */
2620
2621         } else if (pending) {
2622                 /*
2623                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2624                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2625                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2626                  *
2627                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2628                  * more likely.
2629                  */
2630
2631                 /*
2632                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2633                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2634                  * somewhere allowed, we're done.
2635                  */
2636                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2637                         p->migration_pending = NULL;
2638                         complete = true;
2639                         goto out;
2640                 }
2641
2642                 /*
2643                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2644                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2645                  * it.
2646                  */
2647                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2648                 preempt_disable();
2649                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2650                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2651                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2652                 preempt_enable();
2653                 return 0;
2654         }
2655 out:
2656         if (pending)
2657                 pending->stop_pending = false;
2658         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2659
2660         if (complete)
2661                 complete_all(&pending->done);
2662
2663         return 0;
2664 }
2665
2666 int push_cpu_stop(void *arg)
2667 {
2668         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2669         struct task_struct *p = arg;
2670
2671         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2672         raw_spin_rq_lock(rq);
2673
2674         if (task_rq(p) != rq)
2675                 goto out_unlock;
2676
2677         if (is_migration_disabled(p)) {
2678                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2679                 goto out_unlock;
2680         }
2681
2682         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2683
2684         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2685                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2686
2687         if (!lowest_rq)
2688                 goto out_unlock;
2689
2690         // XXX validate p is still the highest prio task
2691         if (task_rq(p) == rq) {
2692                 deactivate_task(rq, p, 0);
2693                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2694                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2695                 resched_curr(lowest_rq);
2696         }
2697
2698         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2699
2700 out_unlock:
2701         rq->push_busy = false;
2702         raw_spin_rq_unlock(rq);
2703         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2704
2705         put_task_struct(p);
2706         return 0;
2707 }
2708
2709 /*
2710  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2711  * actually call this function.
2712  */
2713 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
2714 {
2715         if (ctx->flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2716                 p->cpus_ptr = ctx->new_mask;
2717                 return;
2718         }
2719
2720         cpumask_copy(&p->cpus_mask, ctx->new_mask);
2721         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(ctx->new_mask);
2722
2723         /*
2724          * Swap in a new user_cpus_ptr if SCA_USER flag set
2725          */
2726         if (ctx->flags & SCA_USER)
2727                 swap(p->user_cpus_ptr, ctx->user_mask);
2728 }
2729
2730 static void
2731 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
2732 {
2733         struct rq *rq = task_rq(p);
2734         bool queued, running;
2735
2736         /*
2737          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2738          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2739          * p->pi_lock.
2740          *
2741          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2742          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2743          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2744          * before finish_task().
2745          *
2746          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2747          */
2748         if (ctx->flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2749                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2750         else
2751                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2752
2753         queued = task_on_rq_queued(p);
2754         running = task_current(rq, p);
2755
2756         if (queued) {
2757                 /*
2758                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2759                  * holding rq->lock.
2760                  */
2761                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2762                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2763         }
2764         if (running)
2765                 put_prev_task(rq, p);
2766
2767         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, ctx);
2768
2769         if (queued)
2770                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2771         if (running)
2772                 set_next_task(rq, p);
2773 }
2774
2775 /*
2776  * Used for kthread_bind() and select_fallback_rq(), in both cases the user
2777  * affinity (if any) should be destroyed too.
2778  */
2779 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2780 {
2781         struct affinity_context ac = {
2782                 .new_mask  = new_mask,
2783                 .user_mask = NULL,
2784                 .flags     = SCA_USER,  /* clear the user requested mask */
2785         };
2786         union cpumask_rcuhead {
2787                 cpumask_t cpumask;
2788                 struct rcu_head rcu;
2789         };
2790
2791         __do_set_cpus_allowed(p, &ac);
2792
2793         /*
2794          * Because this is called with p->pi_lock held, it is not possible
2795          * to use kfree() here (when PREEMPT_RT=y), therefore punt to using
2796          * kfree_rcu().
2797          */
2798         kfree_rcu((union cpumask_rcuhead *)ac.user_mask, rcu);
2799 }
2800
2801 static cpumask_t *alloc_user_cpus_ptr(int node)
2802 {
2803         /*
2804          * See do_set_cpus_allowed() above for the rcu_head usage.
2805          */
2806         int size = max_t(int, cpumask_size(), sizeof(struct rcu_head));
2807
2808         return kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
2809 }
2810
2811 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2812                       int node)
2813 {
2814         cpumask_t *user_mask;
2815         unsigned long flags;
2816
2817         /*
2818          * Always clear dst->user_cpus_ptr first as their user_cpus_ptr's
2819          * may differ by now due to racing.
2820          */
2821         dst->user_cpus_ptr = NULL;
2822
2823         /*
2824          * This check is racy and losing the race is a valid situation.
2825          * It is not worth the extra overhead of taking the pi_lock on
2826          * every fork/clone.
2827          */
2828         if (data_race(!src->user_cpus_ptr))
2829                 return 0;
2830
2831         user_mask = alloc_user_cpus_ptr(node);
2832         if (!user_mask)
2833                 return -ENOMEM;
2834
2835         /*
2836          * Use pi_lock to protect content of user_cpus_ptr
2837          *
2838          * Though unlikely, user_cpus_ptr can be reset to NULL by a concurrent
2839          * do_set_cpus_allowed().
2840          */
2841         raw_spin_lock_irqsave(&src->pi_lock, flags);
2842         if (src->user_cpus_ptr) {
2843                 swap(dst->user_cpus_ptr, user_mask);
2844                 cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2845         }
2846         raw_spin_unlock_irqrestore(&src->pi_lock, flags);
2847
2848         if (unlikely(user_mask))
2849                 kfree(user_mask);
2850
2851         return 0;
2852 }
2853
2854 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2855 {
2856         struct cpumask *user_mask = NULL;
2857
2858         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2859
2860         return user_mask;
2861 }
2862
2863 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2864 {
2865         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2866 }
2867
2868 /*
2869  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2870  *
2871  *
2872  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2873  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2874  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2875  *
2876  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2877  * Consider:
2878  *
2879  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2880  *
2881  *     P0@CPU0                  P1
2882  *
2883  *     migrate_disable();
2884  *     <preempted>
2885  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2886  *
2887  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2888  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2889  * This means we need the following scheme:
2890  *
2891  *     P0@CPU0                  P1
2892  *
2893  *     migrate_disable();
2894  *     <preempted>
2895  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2896  *                                <blocks>
2897  *     <resumes>
2898  *     migrate_enable();
2899  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2900  *       <wakes local stopper>
2901  *                         `--> <woken on migration completion>
2902  *
2903  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2904  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2905  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2906  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2907  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2908  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2909  * moment.
2910  *
2911  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2912  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2913  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2914  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2915  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2916  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2917  *
2918  *
2919  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2920  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2921  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2922  * Migrate-Disable. Consider:
2923  *
2924  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2925  *
2926  *     CPU0               P1                            P2
2927  *     <P0>
2928  *       migrate_disable();
2929  *       <preempted>
2930  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2931  *                          <blocks>
2932  *     <migration/0>
2933  *       migration_cpu_stop()
2934  *         is_migration_disabled()
2935  *           <bails>
2936  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2937  *                                                         <signal completion>
2938  *                          <awakes>
2939  *
2940  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2941  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2942  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2943  */
2944 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2945                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2946         __releases(rq->lock)
2947         __releases(p->pi_lock)
2948 {
2949         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2950         bool stop_pending, complete = false;
2951
2952         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2953         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2954                 struct task_struct *push_task = NULL;
2955
2956                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2957                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2958                         rq->push_busy = true;
2959                         push_task = get_task_struct(p);
2960                 }
2961
2962                 /*
2963                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2964                  * then complete now.
2965                  */
2966                 pending = p->migration_pending;
2967                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2968                         p->migration_pending = NULL;
2969                         complete = true;
2970                 }
2971
2972                 preempt_disable();
2973                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2974                 if (push_task) {
2975                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2976                                             p, &rq->push_work);
2977                 }
2978                 preempt_enable();
2979
2980                 if (complete)
2981                         complete_all(&pending->done);
2982
2983                 return 0;
2984         }
2985
2986         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2987                 /* serialized by p->pi_lock */
2988                 if (!p->migration_pending) {
2989                         /* Install the request */
2990                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2991                         init_completion(&my_pending.done);
2992                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2993                                 .task = p,
2994                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2995                                 .pending = &my_pending,
2996                         };
2997
2998                         p->migration_pending = &my_pending;
2999                 } else {
3000                         pending = p->migration_pending;
3001                         refcount_inc(&pending->refs);
3002                         /*
3003                          * Affinity has changed, but we've already installed a
3004                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
3005                          * we risk a completion of the pending despite having a
3006                          * task on a disallowed CPU.
3007                          *
3008                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
3009                          */
3010                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
3011                 }
3012         }
3013         pending = p->migration_pending;
3014         /*
3015          * - !MIGRATE_ENABLE:
3016          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
3017          *
3018          * - MIGRATE_ENABLE:
3019          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
3020          *   the only way that can happen is because of a concurrent
3021          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
3022          *   pending completion.
3023          *
3024          * Either way, we really should have a @pending here.
3025          */
3026         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
3027                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
3028                 return -EINVAL;
3029         }
3030
3031         if (task_on_cpu(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
3032                 /*
3033                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
3034                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
3035                  * and have the stopper function handle it all race-free.
3036                  */
3037                 stop_pending = pending->stop_pending;
3038                 if (!stop_pending)
3039                         pending->stop_pending = true;
3040
3041                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
3042                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
3043
3044                 preempt_disable();
3045                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
3046                 if (!stop_pending) {
3047                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
3048                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
3049                 }
3050                 preempt_enable();
3051
3052                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
3053                         return 0;
3054         } else {
3055
3056                 if (!is_migration_disabled(p)) {
3057                         if (task_on_rq_queued(p))
3058                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
3059
3060                         if (!pending->stop_pending) {
3061                                 p->migration_pending = NULL;
3062                                 complete = true;
3063                         }
3064                 }
3065                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
3066
3067                 if (complete)
3068                         complete_all(&pending->done);
3069         }
3070
3071         wait_for_completion(&pending->done);
3072
3073         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
3074                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
3075
3076         /*
3077          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
3078          * have seen the completion and decremented the refcount
3079          */
3080         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
3081
3082         /* ARGH */
3083         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
3084
3085         return 0;
3086 }
3087
3088 /*
3089  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
3090  */
3091 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
3092                                          struct affinity_context *ctx,
3093                                          struct rq *rq,
3094                                          struct rq_flags *rf)
3095         __releases(rq->lock)
3096         __releases(p->pi_lock)
3097 {
3098         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3099         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
3100         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
3101         unsigned int dest_cpu;
3102         int ret = 0;
3103
3104         update_rq_clock(rq);
3105
3106         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
3107                 /*
3108                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
3109                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
3110                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
3111                  *
3112                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
3113                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
3114                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
3115                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
3116                  */
3117                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
3118         }
3119
3120         if (!kthread && !cpumask_subset(ctx->new_mask, cpu_allowed_mask)) {
3121                 ret = -EINVAL;
3122                 goto out;
3123         }
3124
3125         /*
3126          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
3127          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
3128          */
3129         if ((ctx->flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
3130                 ret = -EINVAL;
3131                 goto out;
3132         }
3133
3134         if (!(ctx->flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
3135                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, ctx->new_mask)) {
3136                         if (ctx->flags & SCA_USER)
3137                                 swap(p->user_cpus_ptr, ctx->user_mask);
3138                         goto out;
3139                 }
3140
3141                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
3142                                  is_migration_disabled(p) &&
3143                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), ctx->new_mask))) {
3144                         ret = -EBUSY;
3145                         goto out;
3146                 }
3147         }
3148
3149         /*
3150          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
3151          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
3152          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
3153          */
3154         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, ctx->new_mask);
3155         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
3156                 ret = -EINVAL;
3157                 goto out;
3158         }
3159
3160         __do_set_cpus_allowed(p, ctx);
3161
3162         return affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, ctx->flags);
3163
3164 out:
3165         task_rq_unlock(rq, p, rf);
3166
3167         return ret;
3168 }
3169
3170 /*
3171  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
3172  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
3173  * is removed from the allowed bitmask.
3174  *
3175  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
3176  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
3177  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
3178  */
3179 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3180                                   struct affinity_context *ctx)
3181 {
3182         struct rq_flags rf;
3183         struct rq *rq;
3184
3185         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3186         /*
3187          * Masking should be skipped if SCA_USER or any of the SCA_MIGRATE_*
3188          * flags are set.
3189          */
3190         if (p->user_cpus_ptr &&
3191             !(ctx->flags & (SCA_USER | SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) &&
3192             cpumask_and(rq->scratch_mask, ctx->new_mask, p->user_cpus_ptr))
3193                 ctx->new_mask = rq->scratch_mask;
3194
3195         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, ctx, rq, &rf);
3196 }
3197
3198 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
3199 {
3200         struct affinity_context ac = {
3201                 .new_mask  = new_mask,
3202                 .flags     = 0,
3203         };
3204
3205         return __set_cpus_allowed_ptr(p, &ac);
3206 }
3207 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
3208
3209 /*
3210  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
3211  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask.
3212  * If user_cpus_ptr is defined, use it as the basis for restricting CPU
3213  * affinity or use cpu_online_mask instead.
3214  *
3215  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
3216  * -EINVAL.
3217  */
3218 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3219                                      struct cpumask *new_mask,
3220                                      const struct cpumask *subset_mask)
3221 {
3222         struct affinity_context ac = {
3223                 .new_mask  = new_mask,
3224                 .flags     = 0,
3225         };
3226         struct rq_flags rf;
3227         struct rq *rq;
3228         int err;
3229
3230         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3231
3232         /*
3233          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
3234          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
3235          * mask entirely.
3236          */
3237         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
3238                 err = -EPERM;
3239                 goto err_unlock;
3240         }
3241
3242         if (!cpumask_and(new_mask, task_user_cpus(p), subset_mask)) {
3243                 err = -EINVAL;
3244                 goto err_unlock;
3245         }
3246
3247         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, &ac, rq, &rf);
3248
3249 err_unlock:
3250         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3251         return err;
3252 }
3253
3254 /*
3255  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
3256  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpus_ptr to a copy of the
3257  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
3258  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
3259  */
3260 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3261 {
3262         cpumask_var_t new_mask;
3263         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3264
3265         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
3266
3267         /*
3268          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
3269          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
3270          * lock to ensure that the migration succeeds.
3271          */
3272         cpus_read_lock();
3273         if (!cpumask_available(new_mask))
3274                 goto out_set_mask;
3275
3276         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
3277                 goto out_free_mask;
3278
3279         /*
3280          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
3281          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
3282          */
3283         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
3284         override_mask = new_mask;
3285
3286 out_set_mask:
3287         if (printk_ratelimit()) {
3288                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
3289                                 task_pid_nr(p), p->comm,
3290                                 cpumask_pr_args(override_mask));
3291         }
3292
3293         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
3294 out_free_mask:
3295         cpus_read_unlock();
3296         free_cpumask_var(new_mask);
3297 }
3298
3299 static int
3300 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx);
3301
3302 /*
3303  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
3304  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr().
3305  *
3306  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
3307  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
3308  */
3309 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3310 {
3311         struct affinity_context ac = {
3312                 .new_mask  = task_user_cpus(p),
3313                 .flags     = 0,
3314         };
3315         int ret;
3316
3317         /*
3318          * Try to restore the old affinity mask with __sched_setaffinity().
3319          * Cpuset masking will be done there too.
3320          */
3321         ret = __sched_setaffinity(p, &ac);
3322         WARN_ON_ONCE(ret);
3323 }
3324
3325 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
3326 {
3327 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3328         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
3329
3330         /*
3331          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
3332          * ttwu() will sort out the placement.
3333          */
3334         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
3335
3336         /*
3337          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3338          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3339          * time relying on p->on_rq.
3340          */
3341         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3342                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3343                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3344
3345 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3346         /*
3347          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3348          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3349          *
3350          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3351          * see task_group().
3352          *
3353          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3354          * task_rq_lock().
3355          */
3356         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3357                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3358 #endif
3359         /*
3360          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3361          */
3362         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3363
3364         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3365 #endif
3366
3367         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3368
3369         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3370                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3371                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3372                 p->se.nr_migrations++;
3373                 rseq_migrate(p);
3374                 sched_mm_cid_migrate_from(p);
3375                 perf_event_task_migrate(p);
3376         }
3377
3378         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3379 }
3380
3381 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3382 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3383 {
3384         if (task_on_rq_queued(p)) {
3385                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3386                 struct rq_flags srf, drf;
3387
3388                 src_rq = task_rq(p);
3389                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3390
3391                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3392                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3393
3394                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3395                 set_task_cpu(p, cpu);
3396                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3397                 wakeup_preempt(dst_rq, p, 0);
3398
3399                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3400                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3401
3402         } else {
3403                 /*
3404                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3405                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3406                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3407                  */
3408                 p->wake_cpu = cpu;
3409         }
3410 }
3411
3412 struct migration_swap_arg {
3413         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3414         int src_cpu, dst_cpu;
3415 };
3416
3417 static int migrate_swap_stop(void *data)
3418 {
3419         struct migration_swap_arg *arg = data;
3420         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3421
3422         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3423                 return -EAGAIN;
3424
3425         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3426         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3427
3428         guard(double_raw_spinlock)(&arg->src_task->pi_lock, &arg->dst_task->pi_lock);
3429         guard(double_rq_lock)(src_rq, dst_rq);
3430
3431         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3432                 return -EAGAIN;
3433
3434         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3435                 return -EAGAIN;
3436
3437         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3438                 return -EAGAIN;
3439
3440         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3441                 return -EAGAIN;
3442
3443         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3444         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3445
3446         return 0;
3447 }
3448
3449 /*
3450  * Cross migrate two tasks
3451  */
3452 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3453                 int target_cpu, int curr_cpu)
3454 {
3455         struct migration_swap_arg arg;
3456         int ret = -EINVAL;
3457
3458         arg = (struct migration_swap_arg){
3459                 .src_task = cur,
3460                 .src_cpu = curr_cpu,
3461                 .dst_task = p,
3462                 .dst_cpu = target_cpu,
3463         };
3464
3465         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3466                 goto out;
3467
3468         /*
3469          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3470          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3471          */
3472         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3473                 goto out;
3474
3475         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3476                 goto out;
3477
3478         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3479                 goto out;
3480
3481         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3482         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3483
3484 out:
3485         return ret;
3486 }
3487 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3488
3489 /***
3490  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3491  * @p: the to-be-kicked thread
3492  *
3493  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3494  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3495  *
3496  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3497  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3498  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3499  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3500  * achieved as well.
3501  */
3502 void kick_process(struct task_struct *p)
3503 {
3504         guard(preempt)();
3505         int cpu = task_cpu(p);
3506
3507         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3508                 smp_send_reschedule(cpu);
3509 }
3510 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3511
3512 /*
3513  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3514  *
3515  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3516  *
3517  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3518  *
3519  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3520  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3521  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3522  *    see it.
3523  *
3524  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3525  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3526  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3527  *    off.
3528  *
3529  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3530  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3531  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3532  * to satisfy the above rules.
3533  */
3534 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3535 {
3536         int nid = cpu_to_node(cpu);
3537         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3538         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3539         int dest_cpu;
3540
3541         /*
3542          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3543          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3544          * select the CPU on the other node.
3545          */
3546         if (nid != -1) {
3547                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3548
3549                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3550                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3551                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3552                                 return dest_cpu;
3553                 }
3554         }
3555
3556         for (;;) {
3557                 /* Any allowed, online CPU? */
3558                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3559                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3560                                 continue;
3561
3562                         goto out;
3563                 }
3564
3565                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3566                 switch (state) {
3567                 case cpuset:
3568                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3569                                 state = possible;
3570                                 break;
3571                         }
3572                         fallthrough;
3573                 case possible:
3574                         /*
3575                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3576                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3577                          *
3578                          * More yuck to audit.
3579                          */
3580                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3581                         state = fail;
3582                         break;
3583                 case fail:
3584                         BUG();
3585                         break;
3586                 }
3587         }
3588
3589 out:
3590         if (state != cpuset) {
3591                 /*
3592                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3593                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3594                  * leave kernel.
3595                  */
3596                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3597                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3598                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3599                 }
3600         }
3601
3602         return dest_cpu;
3603 }
3604
3605 /*
3606  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3607  */
3608 static inline
3609 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3610 {
3611         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3612
3613         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3614                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3615         else
3616                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3617
3618         /*
3619          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3620          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3621          * CPU.
3622          *
3623          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3624          *
3625          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3626          *   not worry about this generic constraint ]
3627          */
3628         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3629                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3630
3631         return cpu;
3632 }
3633
3634 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3635 {
3636         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3637         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3638         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3639
3640         if (stop) {
3641                 /*
3642                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3643                  * userspace knows about and won't get confused about.
3644                  *
3645                  * Also, it will make PI more or less work without too
3646                  * much confusion -- but then, stop work should not
3647                  * rely on PI working anyway.
3648                  */
3649                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3650
3651                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3652
3653                 /*
3654                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3655                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3656                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3657                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3658                  * around the current task.
3659                  *
3660                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3661                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3662                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3663                  * own class.
3664                  */
3665                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3666         }
3667
3668         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3669
3670         if (old_stop) {
3671                 /*
3672                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3673                  * it can die in pieces.
3674                  */
3675                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3676         }
3677 }
3678
3679 #else /* CONFIG_SMP */
3680
3681 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3682                                          struct affinity_context *ctx)
3683 {
3684         return set_cpus_allowed_ptr(p, ctx->new_mask);
3685 }
3686
3687 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3688
3689 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3690 {
3691         return false;
3692 }
3693
3694 static inline cpumask_t *alloc_user_cpus_ptr(int node)
3695 {
3696         return NULL;
3697 }
3698
3699 #endif /* !CONFIG_SMP */
3700
3701 static void
3702 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3703 {
3704         struct rq *rq;
3705
3706         if (!schedstat_enabled())
3707                 return;
3708
3709         rq = this_rq();
3710
3711 #ifdef CONFIG_SMP
3712         if (cpu == rq->cpu) {
3713                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3714                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_local);
3715         } else {
3716                 struct sched_domain *sd;
3717
3718                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_remote);
3719
3720                 guard(rcu)();
3721                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3722                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3723                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3724                                 break;
3725                         }
3726                 }
3727         }
3728
3729         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3730                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_migrate);
3731 #endif /* CONFIG_SMP */
3732
3733         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3734         __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups);
3735
3736         if (wake_flags & WF_SYNC)
3737                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_sync);
3738 }
3739
3740 /*
3741  * Mark the task runnable.
3742  */
3743 static inline void ttwu_do_wakeup(struct task_struct *p)
3744 {
3745         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3746         trace_sched_wakeup(p);
3747 }
3748
3749 static void
3750 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3751                  struct rq_flags *rf)
3752 {
3753         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3754
3755         lockdep_assert_rq_held(rq);
3756
3757         if (p->sched_contributes_to_load)
3758                 rq->nr_uninterruptible--;
3759
3760 #ifdef CONFIG_SMP
3761         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3762                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3763         else
3764 #endif
3765         if (p->in_iowait) {
3766                 delayacct_blkio_end(p);
3767                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3768         }
3769
3770         activate_task(rq, p, en_flags);
3771         wakeup_preempt(rq, p, wake_flags);
3772
3773         ttwu_do_wakeup(p);
3774
3775 #ifdef CONFIG_SMP
3776         if (p->sched_class->task_woken) {
3777                 /*
3778                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3779                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3780                  */
3781                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3782                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3783                 rq_repin_lock(rq, rf);
3784         }
3785
3786         if (rq->idle_stamp) {
3787                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3788                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3789
3790                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3791
3792                 if (rq->avg_idle > max)
3793                         rq->avg_idle = max;
3794
3795                 rq->idle_stamp = 0;
3796         }
3797 #endif
3798 }
3799
3800 /*
3801  * Consider @p being inside a wait loop:
3802  *
3803  *   for (;;) {
3804  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3805  *
3806  *      if (CONDITION)
3807  *         break;
3808  *
3809  *      schedule();
3810  *   }
3811  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3812  *
3813  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3814  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3815  * an atomic manner.
3816  *
3817  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3818  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3819  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3820  * need to do a full wakeup with enqueue.
3821  *
3822  * Returns: %true when the wakeup is done,
3823  *          %false otherwise.
3824  */
3825 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3826 {
3827         struct rq_flags rf;
3828         struct rq *rq;
3829         int ret = 0;
3830
3831         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3832         if (task_on_rq_queued(p)) {
3833                 if (!task_on_cpu(rq, p)) {
3834                         /*
3835                          * When on_rq && !on_cpu the task is preempted, see if
3836                          * it should preempt the task that is current now.
3837                          */
3838                         update_rq_clock(rq);
3839                         wakeup_preempt(rq, p, wake_flags);
3840                 }
3841                 ttwu_do_wakeup(p);
3842                 ret = 1;
3843         }
3844         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3845
3846         return ret;
3847 }
3848
3849 #ifdef CONFIG_SMP
3850 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3851 {
3852         struct llist_node *llist = arg;
3853         struct rq *rq = this_rq();
3854         struct task_struct *p, *t;
3855         struct rq_flags rf;
3856
3857         if (!llist)
3858                 return;
3859
3860         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3861         update_rq_clock(rq);
3862
3863         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3864                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3865                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3866
3867                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3868                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3869
3870                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3871         }
3872
3873         /*
3874          * Must be after enqueueing at least once task such that
3875          * idle_cpu() does not observe a false-negative -- if it does,
3876          * it is possible for select_idle_siblings() to stack a number
3877          * of tasks on this CPU during that window.
3878          *
3879          * It is ok to clear ttwu_pending when another task pending.
3880          * We will receive IPI after local irq enabled and then enqueue it.
3881          * Since now nr_running > 0, idle_cpu() will always get correct result.
3882          */
3883         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3884         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3885 }
3886
3887 /*
3888  * Prepare the scene for sending an IPI for a remote smp_call
3889  *
3890  * Returns true if the caller can proceed with sending the IPI.
3891  * Returns false otherwise.
3892  */
3893 bool call_function_single_prep_ipi(int cpu)
3894 {
3895         if (set_nr_if_polling(cpu_rq(cpu)->idle)) {
3896                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3897                 return false;
3898         }
3899
3900         return true;
3901 }
3902
3903 /*
3904  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3905  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3906  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3907  * of the wakeup instead of the waker.
3908  */
3909 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3910 {
3911         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3912
3913         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3914
3915         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3916         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3917 }
3918
3919 void wake_up_if_idle(int cpu)
3920 {
3921         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3922
3923         guard(rcu)();
3924         if (is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr))) {
3925                 guard(rq_lock_irqsave)(rq);
3926                 if (is_idle_task(rq->curr))
3927                         resched_curr(rq);
3928         }
3929 }
3930
3931 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3932 {
3933         if (this_cpu == that_cpu)
3934                 return true;
3935
3936         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3937 }
3938
3939 /*
3940  * Whether CPUs are share cache resources, which means LLC on non-cluster
3941  * machines and LLC tag or L2 on machines with clusters.
3942  */
3943 bool cpus_share_resources(int this_cpu, int that_cpu)
3944 {
3945         if (this_cpu == that_cpu)
3946                 return true;
3947
3948         return per_cpu(sd_share_id, this_cpu) == per_cpu(sd_share_id, that_cpu);
3949 }
3950
3951 static inline bool ttwu_queue_cond(struct task_struct *p, int cpu)
3952 {
3953         /*
3954          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3955          * in hotplug state.
3956          */
3957         if (!cpu_active(cpu))
3958                 return false;
3959
3960         /* Ensure the task will still be allowed to run on the CPU. */
3961         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
3962                 return false;
3963
3964         /*
3965          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3966          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3967          */
3968         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3969                 return true;
3970
3971         if (cpu == smp_processor_id())
3972                 return false;
3973
3974         /*
3975          * If the wakee cpu is idle, or the task is descheduling and the
3976          * only running task on the CPU, then use the wakelist to offload
3977          * the task activation to the idle (or soon-to-be-idle) CPU as
3978          * the current CPU is likely busy. nr_running is checked to
3979          * avoid unnecessary task stacking.
3980          *
3981          * Note that we can only get here with (wakee) p->on_rq=0,
3982          * p->on_cpu can be whatever, we've done the dequeue, so
3983          * the wakee has been accounted out of ->nr_running.
3984          */
3985         if (!cpu_rq(cpu)->nr_running)
3986                 return true;
3987
3988         return false;
3989 }
3990
3991 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3992 {
3993         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(p, cpu)) {
3994                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3995                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3996                 return true;
3997         }
3998
3999         return false;
4000 }
4001
4002 #else /* !CONFIG_SMP */
4003
4004 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
4005 {
4006         return false;
4007 }
4008
4009 #endif /* CONFIG_SMP */
4010
4011 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
4012 {
4013         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4014         struct rq_flags rf;
4015
4016         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
4017                 return;
4018
4019         rq_lock(rq, &rf);
4020         update_rq_clock(rq);
4021         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
4022         rq_unlock(rq, &rf);
4023 }
4024
4025 /*
4026  * Invoked from try_to_wake_up() to check whether the task can be woken up.
4027  *
4028  * The caller holds p::pi_lock if p != current or has preemption
4029  * disabled when p == current.
4030  *
4031  * The rules of saved_state:
4032  *
4033  *   The related locking code always holds p::pi_lock when updating
4034  *   p::saved_state, which means the code is fully serialized in both cases.
4035  *
4036  *   For PREEMPT_RT, the lock wait and lock wakeups happen via TASK_RTLOCK_WAIT.
4037  *   No other bits set. This allows to distinguish all wakeup scenarios.
4038  *
4039  *   For FREEZER, the wakeup happens via TASK_FROZEN. No other bits set. This
4040  *   allows us to prevent early wakeup of tasks before they can be run on
4041  *   asymmetric ISA architectures (eg ARMv9).
4042  */
4043 static __always_inline
4044 bool ttwu_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state, int *success)
4045 {
4046         int match;
4047
4048         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
4049                 WARN_ON_ONCE((state & TASK_RTLOCK_WAIT) &&
4050                              state != TASK_RTLOCK_WAIT);
4051         }
4052
4053         *success = !!(match = __task_state_match(p, state));
4054
4055         /*
4056          * Saved state preserves the task state across blocking on
4057          * an RT lock or TASK_FREEZABLE tasks.  If the state matches,
4058          * set p::saved_state to TASK_RUNNING, but do not wake the task
4059          * because it waits for a lock wakeup or __thaw_task(). Also
4060          * indicate success because from the regular waker's point of
4061          * view this has succeeded.
4062          *
4063          * After acquiring the lock the task will restore p::__state
4064          * from p::saved_state which ensures that the regular
4065          * wakeup is not lost. The restore will also set
4066          * p::saved_state to TASK_RUNNING so any further tests will
4067          * not result in false positives vs. @success
4068          */
4069         if (match < 0)
4070                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
4071
4072         return match > 0;
4073 }
4074
4075 /*
4076  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
4077  *
4078  *  MIGRATION
4079  *
4080  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
4081  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
4082  * execution on its new CPU [c1].
4083  *
4084  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
4085  *
4086  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
4087  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
4088  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
4089  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
4090  *
4091  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
4092  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
4093  *
4094  * Example:
4095  *
4096  *   CPU0            CPU1            CPU2
4097  *
4098  *   LOCK rq(0)->lock
4099  *   sched-out X
4100  *   sched-in Y
4101  *   UNLOCK rq(0)->lock
4102  *
4103  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
4104  *                                   dequeue X
4105  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
4106  *
4107  *                                   LOCK rq(1)->lock
4108  *                                   enqueue X
4109  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
4110  *
4111  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
4112  *                   sched-out Z
4113  *                   sched-in X
4114  *                   UNLOCK rq(1)->lock
4115  *
4116  *
4117  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
4118  *
4119  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
4120  * migration. However the means are completely different as there is no lock
4121  * chain to provide order. Instead we do:
4122  *
4123  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
4124  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
4125  *
4126  * Example:
4127  *
4128  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
4129  *
4130  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
4131  *   dequeue X
4132  *   sched-out X
4133  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
4134  *
4135  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
4136  *                    X->state = WAKING
4137  *                    set_task_cpu(X,2)
4138  *
4139  *                    LOCK rq(2)->lock
4140  *                    enqueue X
4141  *                    X->state = RUNNING
4142  *                    UNLOCK rq(2)->lock
4143  *
4144  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
4145  *                                          sched-out Z
4146  *                                          sched-in X
4147  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
4148  *
4149  *                    UNLOCK X->pi_lock
4150  *   UNLOCK rq(0)->lock
4151  *
4152  *
4153  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
4154  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
4155  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
4156  */
4157
4158 /**
4159  * try_to_wake_up - wake up a thread
4160  * @p: the thread to be awakened
4161  * @state: the mask of task states that can be woken
4162  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
4163  *
4164  * Conceptually does:
4165  *
4166  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
4167  *
4168  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
4169  *
4170  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
4171  *
4172  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
4173  * with set_current_state().
4174  *
4175  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
4176  *
4177  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
4178  *  - p->sched_class
4179  *  - p->cpus_ptr
4180  *  - p->sched_task_group
4181  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
4182  *
4183  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
4184  * Takes rq->lock in:
4185  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
4186  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
4187  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
4188  *
4189  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
4190  * many memory barriers and their comments for details.
4191  *
4192  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
4193  *         %false otherwise.
4194  */
4195 int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
4196 {
4197         guard(preempt)();
4198         int cpu, success = 0;
4199
4200         if (p == current) {
4201                 /*
4202                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
4203                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
4204                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
4205                  * without taking any locks.
4206                  *
4207                  * In particular:
4208                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
4209                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
4210                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
4211                  */
4212                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4213                         goto out;
4214
4215                 trace_sched_waking(p);
4216                 ttwu_do_wakeup(p);
4217                 goto out;
4218         }
4219
4220         /*
4221          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
4222          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
4223          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
4224          * in set_current_state() that the waiting thread does.
4225          */
4226         scoped_guard (raw_spinlock_irqsave, &p->pi_lock) {
4227                 smp_mb__after_spinlock();
4228                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4229                         break;
4230
4231                 trace_sched_waking(p);
4232
4233                 /*
4234                  * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
4235                  * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
4236                  * in smp_cond_load_acquire() below.
4237                  *
4238                  * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
4239                  *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
4240                  *   UNLOCK rq->lock
4241                  *
4242                  * __schedule() (switch to task 'p')
4243                  *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4244                  *   smp_mb__after_spinlock();
4245                  *   UNLOCK rq->lock
4246                  *
4247                  * [task p]
4248                  *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
4249                  *
4250                  * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4251                  * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4252                  *
4253                  * A similar smp_rmb() lives in __task_needs_rq_lock().
4254                  */
4255                 smp_rmb();
4256                 if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
4257                         break;
4258
4259 #ifdef CONFIG_SMP
4260                 /*
4261                  * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
4262                  * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
4263                  *
4264                  * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
4265                  * from the runqueue.
4266                  *
4267                  * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
4268                  *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
4269                  *   UNLOCK rq->lock
4270                  *
4271                  * __schedule() (put 'p' to sleep)
4272                  *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4273                  *   smp_mb__after_spinlock();
4274                  *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
4275                  *
4276                  * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4277                  * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4278                  *
4279                  * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
4280                  * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
4281                  * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
4282                  */
4283                 smp_acquire__after_ctrl_dep();
4284
4285                 /*
4286                  * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
4287                  * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
4288                  * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
4289                  * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4290                  */
4291                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4292
4293                 /*
4294                  * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4295                  * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4296                  * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4297                  * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4298                  * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4299                  *
4300                  * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4301                  *
4302                  * set_task_cpu(p, cpu);
4303                  *   STORE p->cpu = @cpu
4304                  * __schedule() (switch to task 'p')
4305                  *   LOCK rq->lock
4306                  *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4307                  *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4308                  *
4309                  * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4310                  * scheduling.
4311                  */
4312                 if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4313                     ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags))
4314                         break;
4315
4316                 /*
4317                  * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4318                  * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4319                  *
4320                  * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4321                  *
4322                  * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4323                  * their previous state and preserve Program Order.
4324                  */
4325                 smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4326
4327                 cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4328                 if (task_cpu(p) != cpu) {
4329                         if (p->in_iowait) {
4330                                 delayacct_blkio_end(p);
4331                                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4332                         }
4333
4334                         wake_flags |= WF_MIGRATED;
4335                         psi_ttwu_dequeue(p);
4336                         set_task_cpu(p, cpu);
4337                 }
4338 #else
4339                 cpu = task_cpu(p);
4340 #endif /* CONFIG_SMP */
4341
4342                 ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4343         }
4344 out:
4345         if (success)
4346                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4347
4348         return success;
4349 }
4350
4351 static bool __task_needs_rq_lock(struct task_struct *p)
4352 {
4353         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
4354
4355         /*
4356          * Since pi->lock blocks try_to_wake_up(), we don't need rq->lock when
4357          * the task is blocked. Make sure to check @state since ttwu() can drop
4358          * locks at the end, see ttwu_queue_wakelist().
4359          */
4360         if (state == TASK_RUNNING || state == TASK_WAKING)
4361                 return true;
4362
4363         /*
4364          * Ensure we load p->on_rq after p->__state, otherwise it would be
4365          * possible to, falsely, observe p->on_rq == 0.
4366          *
4367          * See try_to_wake_up() for a longer comment.
4368          */
4369         smp_rmb();
4370         if (p->on_rq)
4371                 return true;
4372
4373 #ifdef CONFIG_SMP
4374         /*
4375          * Ensure the task has finished __schedule() and will not be referenced
4376          * anymore. Again, see try_to_wake_up() for a longer comment.
4377          */
4378         smp_rmb();
4379         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4380 #endif
4381
4382         return false;
4383 }
4384
4385 /**
4386  * task_call_func - Invoke a function on task in fixed state
4387  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4388  * @func: Function to invoke.
4389  * @arg: Argument to function.
4390  *
4391  * Fix the task in it's current state by avoiding wakeups and or rq operations
4392  * and call @func(@arg) on it.  This function can use ->on_rq and task_curr()
4393  * to work out what the state is, if required.  Given that @func can be invoked
4394  * with a runqueue lock held, it had better be quite lightweight.
4395  *
4396  * Returns:
4397  *   Whatever @func returns
4398  */
4399 int task_call_func(struct task_struct *p, task_call_f func, void *arg)
4400 {
4401         struct rq *rq = NULL;
4402         struct rq_flags rf;
4403         int ret;
4404
4405         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4406
4407         if (__task_needs_rq_lock(p))
4408                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4409
4410         /*
4411          * At this point the task is pinned; either:
4412          *  - blocked and we're holding off wakeups      (pi->lock)
4413          *  - woken, and we're holding off enqueue       (rq->lock)
4414          *  - queued, and we're holding off schedule     (rq->lock)
4415          *  - running, and we're holding off de-schedule (rq->lock)
4416          *
4417          * The called function (@func) can use: task_curr(), p->on_rq and
4418          * p->__state to differentiate between these states.
4419          */
4420         ret = func(p, arg);
4421
4422         if (rq)
4423                 rq_unlock(rq, &rf);
4424
4425         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4426         return ret;
4427 }
4428
4429 /**
4430  * cpu_curr_snapshot - Return a snapshot of the currently running task
4431  * @cpu: The CPU on which to snapshot the task.
4432  *
4433  * Returns the task_struct pointer of the task "currently" running on
4434  * the specified CPU.  If the same task is running on that CPU throughout,
4435  * the return value will be a pointer to that task's task_struct structure.
4436  * If the CPU did any context switches even vaguely concurrently with the
4437  * execution of this function, the return value will be a pointer to the
4438  * task_struct structure of a randomly chosen task that was running on
4439  * that CPU somewhere around the time that this function was executing.
4440  *
4441  * If the specified CPU was offline, the return value is whatever it
4442  * is, perhaps a pointer to the task_struct structure of that CPU's idle
4443  * task, but there is no guarantee.  Callers wishing a useful return
4444  * value must take some action to ensure that the specified CPU remains
4445  * online throughout.
4446  *
4447  * This function executes full memory barriers before and after fetching
4448  * the pointer, which permits the caller to confine this function's fetch
4449  * with respect to the caller's accesses to other shared variables.
4450  */
4451 struct task_struct *cpu_curr_snapshot(int cpu)
4452 {
4453         struct task_struct *t;
4454
4455         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4456         t = rcu_dereference(cpu_curr(cpu));
4457         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4458         return t;
4459 }
4460
4461 /**
4462  * wake_up_process - Wake up a specific process
4463  * @p: The process to be woken up.
4464  *
4465  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4466  * processes.
4467  *
4468  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4469  *
4470  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4471  */
4472 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4473 {
4474         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4475 }
4476 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4477
4478 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4479 {
4480         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4481 }
4482
4483 /*
4484  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4485  * p is forked by current.
4486  *
4487  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4488  */
4489 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4490 {
4491         p->on_rq                        = 0;
4492
4493         p->se.on_rq                     = 0;
4494         p->se.exec_start                = 0;
4495         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4496         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4497         p->se.nr_migrations             = 0;
4498         p->se.vruntime                  = 0;
4499         p->se.vlag                      = 0;
4500         p->se.slice                     = sysctl_sched_base_slice;
4501         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4502
4503 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4504         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4505 #endif
4506
4507 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4508         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4509         memset(&p->stats, 0, sizeof(p->stats));
4510 #endif
4511
4512         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4513         init_dl_task_timer(&p->dl);
4514         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4515         __dl_clear_params(p);
4516
4517         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4518         p->rt.timeout           = 0;
4519         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4520         p->rt.on_rq             = 0;
4521         p->rt.on_list           = 0;
4522
4523 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4524         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4525 #endif
4526
4527 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4528         p->capture_control = NULL;
4529 #endif
4530         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4531 #ifdef CONFIG_SMP
4532         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4533         p->migration_pending = NULL;
4534 #endif
4535         init_sched_mm_cid(p);
4536 }
4537
4538 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4539
4540 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4541
4542 int sysctl_numa_balancing_mode;
4543
4544 static void __set_numabalancing_state(bool enabled)
4545 {
4546         if (enabled)
4547                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4548         else
4549                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4550 }
4551
4552 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4553 {
4554         if (enabled)
4555                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_NORMAL;
4556         else
4557                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_DISABLED;
4558         __set_numabalancing_state(enabled);
4559 }
4560
4561 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4562 static void reset_memory_tiering(void)
4563 {
4564         struct pglist_data *pgdat;
4565
4566         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4567                 pgdat->nbp_threshold = 0;
4568                 pgdat->nbp_th_nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
4569                 pgdat->nbp_th_start = jiffies_to_msecs(jiffies);
4570         }
4571 }
4572
4573 static int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4574                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4575 {
4576         struct ctl_table t;
4577         int err;
4578         int state = sysctl_numa_balancing_mode;
4579
4580         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4581                 return -EPERM;
4582
4583         t = *table;
4584         t.data = &state;
4585         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4586         if (err < 0)
4587                 return err;
4588         if (write) {
4589                 if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) &&
4590                     (state & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING))
4591                         reset_memory_tiering();
4592                 sysctl_numa_balancing_mode = state;
4593                 __set_numabalancing_state(state);
4594         }
4595         return err;
4596 }
4597 #endif
4598 #endif
4599
4600 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4601
4602 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4603
4604 static void set_schedstats(bool enabled)
4605 {
4606         if (enabled)
4607                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4608         else
4609                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4610 }
4611
4612 void force_schedstat_enabled(void)
4613 {
4614         if (!schedstat_enabled()) {
4615                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4616                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4617         }
4618 }
4619
4620 static int __init setup_schedstats(char *str)
4621 {
4622         int ret = 0;
4623         if (!str)
4624                 goto out;
4625
4626         if (!strcmp(str, "enable")) {
4627                 set_schedstats(true);
4628                 ret = 1;
4629         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4630                 set_schedstats(false);
4631                 ret = 1;
4632         }
4633 out:
4634         if (!ret)
4635                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4636
4637         return ret;
4638 }
4639 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4640
4641 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4642 static int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4643                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4644 {
4645         struct ctl_table t;
4646         int err;
4647         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4648
4649         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4650                 return -EPERM;
4651
4652         t = *table;
4653         t.data = &state;
4654         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4655         if (err < 0)
4656                 return err;
4657         if (write)
4658                 set_schedstats(state);
4659         return err;
4660 }
4661 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4662 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4663
4664 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4665 static struct ctl_table sched_core_sysctls[] = {
4666 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4667         {
4668                 .procname       = "sched_schedstats",
4669                 .data           = NULL,
4670                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4671                 .mode           = 0644,
4672                 .proc_handler   = sysctl_schedstats,
4673                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4674                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
4675         },
4676 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4677 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4678         {
4679                 .procname       = "sched_util_clamp_min",
4680                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min,
4681                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4682                 .mode           = 0644,
4683                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4684         },
4685         {
4686                 .procname       = "sched_util_clamp_max",
4687                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_max,
4688                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4689                 .mode           = 0644,
4690                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4691         },
4692         {
4693                 .procname       = "sched_util_clamp_min_rt_default",
4694                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default,
4695                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4696                 .mode           = 0644,
4697                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4698         },
4699 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
4700 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4701         {
4702                 .procname       = "numa_balancing",
4703                 .data           = NULL, /* filled in by handler */
4704                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4705                 .mode           = 0644,
4706                 .proc_handler   = sysctl_numa_balancing,
4707                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4708                 .extra2         = SYSCTL_FOUR,
4709         },
4710 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
4711         {}
4712 };
4713 static int __init sched_core_sysctl_init(void)
4714 {
4715         register_sysctl_init("kernel", sched_core_sysctls);
4716         return 0;
4717 }
4718 late_initcall(sched_core_sysctl_init);
4719 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
4720
4721 /*
4722  * fork()/clone()-time setup:
4723  */
4724 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4725 {
4726         __sched_fork(clone_flags, p);
4727         /*
4728          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4729          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4730          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4731          */
4732         p->__state = TASK_NEW;
4733
4734         /*
4735          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4736          */
4737         p->prio = current->normal_prio;
4738
4739         uclamp_fork(p);
4740
4741         /*
4742          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4743          */
4744         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4745                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4746                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4747                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4748                         p->rt_priority = 0;
4749                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4750                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4751
4752                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4753                 set_load_weight(p, false);
4754
4755                 /*
4756                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4757                  * fulfilled its duty:
4758                  */
4759                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4760         }
4761
4762         if (dl_prio(p->prio))
4763                 return -EAGAIN;
4764         else if (rt_prio(p->prio))
4765                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4766         else
4767                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4768
4769         init_entity_runnable_average(&p->se);
4770
4771
4772 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4773         if (likely(sched_info_on()))
4774                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4775 #endif
4776 #if defined(CONFIG_SMP)
4777         p->on_cpu = 0;
4778 #endif
4779         init_task_preempt_count(p);
4780 #ifdef CONFIG_SMP
4781         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4782         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4783 #endif
4784         return 0;
4785 }
4786
4787 void sched_cgroup_fork(struct task_struct *p, struct kernel_clone_args *kargs)
4788 {
4789         unsigned long flags;
4790
4791         /*
4792          * Because we're not yet on the pid-hash, p->pi_lock isn't strictly
4793          * required yet, but lockdep gets upset if rules are violated.
4794          */
4795         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4796 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4797         if (1) {
4798                 struct task_group *tg;
4799                 tg = container_of(kargs->cset->subsys[cpu_cgrp_id],
4800                                   struct task_group, css);
4801                 tg = autogroup_task_group(p, tg);
4802                 p->sched_task_group = tg;
4803         }
4804 #endif
4805         rseq_migrate(p);
4806         /*
4807          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4808          * so use __set_task_cpu().
4809          */
4810         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4811         if (p->sched_class->task_fork)
4812                 p->sched_class->task_fork(p);
4813         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4814 }
4815
4816 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4817 {
4818         uclamp_post_fork(p);
4819 }
4820
4821 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4822 {
4823         if (runtime == RUNTIME_INF)
4824                 return BW_UNIT;
4825
4826         /*
4827          * Doing this here saves a lot of checks in all
4828          * the calling paths, and returning zero seems
4829          * safe for them anyway.
4830          */
4831         if (period == 0)
4832                 return 0;
4833
4834         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4835 }
4836
4837 /*
4838  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4839  *
4840  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4841  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4842  * on the runqueue and wakes it.
4843  */
4844 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4845 {
4846         struct rq_flags rf;
4847         struct rq *rq;
4848
4849         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4850         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4851 #ifdef CONFIG_SMP
4852         /*
4853          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4854          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4855          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4856          *
4857          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4858          * as we're not fully set-up yet.
4859          */
4860         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4861         rseq_migrate(p);
4862         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4863 #endif
4864         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4865         update_rq_clock(rq);
4866         post_init_entity_util_avg(p);
4867
4868         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4869         trace_sched_wakeup_new(p);
4870         wakeup_preempt(rq, p, WF_FORK);
4871 #ifdef CONFIG_SMP
4872         if (p->sched_class->task_woken) {
4873                 /*
4874                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4875                  * drop it.
4876                  */
4877                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4878                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4879                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4880         }
4881 #endif
4882         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4883 }
4884
4885 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4886
4887 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4888
4889 void preempt_notifier_inc(void)
4890 {
4891         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4892 }
4893 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4894
4895 void preempt_notifier_dec(void)
4896 {
4897         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4898 }
4899 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4900
4901 /**
4902  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4903  * @notifier: notifier struct to register
4904  */
4905 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4906 {
4907         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4908                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4909
4910         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4911 }
4912 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4913
4914 /**
4915  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4916  * @notifier: notifier struct to unregister
4917  *
4918  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4919  */
4920 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4921 {
4922         hlist_del(&notifier->link);
4923 }
4924 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4925
4926 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4927 {
4928         struct preempt_notifier *notifier;
4929
4930         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4931                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4932 }
4933
4934 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4935 {
4936         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4937                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4938 }
4939
4940 static void
4941 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4942                                    struct task_struct *next)
4943 {
4944         struct preempt_notifier *notifier;
4945
4946         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4947                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4948 }
4949
4950 static __always_inline void
4951 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4952                                  struct task_struct *next)
4953 {
4954         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4955                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4956 }
4957
4958 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4959
4960 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4961 {
4962 }
4963
4964 static inline void
4965 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4966                                  struct task_struct *next)
4967 {
4968 }
4969
4970 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4971
4972 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4973 {
4974 #ifdef CONFIG_SMP
4975         /*
4976          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4977          * such that any running task will have this set.
4978          *
4979          * See the smp_load_acquire(&p->on_cpu) case in ttwu() and
4980          * its ordering comment.
4981          */
4982         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4983 #endif
4984 }
4985
4986 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4987 {
4988 #ifdef CONFIG_SMP
4989         /*
4990          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4991          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4992          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4993          * finished.
4994          *
4995          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4996          * happen before this.
4997          *
4998          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4999          */
5000         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
5001 #endif
5002 }
5003
5004 #ifdef CONFIG_SMP
5005
5006 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
5007 {
5008         void (*func)(struct rq *rq);
5009         struct balance_callback *next;
5010
5011         lockdep_assert_rq_held(rq);
5012
5013         while (head) {
5014                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
5015                 next = head->next;
5016                 head->next = NULL;
5017                 head = next;
5018
5019                 func(rq);
5020         }
5021 }
5022
5023 static void balance_push(struct rq *rq);
5024
5025 /*
5026  * balance_push_callback is a right abuse of the callback interface and plays
5027  * by significantly different rules.
5028  *
5029  * Where the normal balance_callback's purpose is to be ran in the same context
5030  * that queued it (only later, when it's safe to drop rq->lock again),
5031  * balance_push_callback is specifically targeted at __schedule().
5032  *
5033  * This abuse is tolerated because it places all the unlikely/odd cases behind
5034  * a single test, namely: rq->balance_callback == NULL.
5035  */
5036 struct balance_callback balance_push_callback = {
5037         .next = NULL,
5038         .func = balance_push,
5039 };
5040
5041 static inline struct balance_callback *
5042 __splice_balance_callbacks(struct rq *rq, bool split)
5043 {
5044         struct balance_callback *head = rq->balance_callback;
5045
5046         if (likely(!head))
5047                 return NULL;
5048
5049         lockdep_assert_rq_held(rq);
5050         /*
5051          * Must not take balance_push_callback off the list when
5052          * splice_balance_callbacks() and balance_callbacks() are not
5053          * in the same rq->lock section.
5054          *
5055          * In that case it would be possible for __schedule() to interleave
5056          * and observe the list empty.
5057          */
5058         if (split && head == &balance_push_callback)
5059                 head = NULL;
5060         else
5061                 rq->balance_callback = NULL;
5062
5063         return head;
5064 }
5065
5066 static inline struct balance_callback *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
5067 {
5068         return __splice_balance_callbacks(rq, true);
5069 }
5070
5071 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
5072 {
5073         do_balance_callbacks(rq, __splice_balance_callbacks(rq, false));
5074 }
5075
5076 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
5077 {
5078         unsigned long flags;
5079
5080         if (unlikely(head)) {
5081                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
5082                 do_balance_callbacks(rq, head);
5083                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
5084         }
5085 }
5086
5087 #else
5088
5089 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
5090 {
5091 }
5092
5093 static inline struct balance_callback *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
5094 {
5095         return NULL;
5096 }
5097
5098 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
5099 {
5100 }
5101
5102 #endif
5103
5104 static inline void
5105 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5106 {
5107         /*
5108          * Since the runqueue lock will be released by the next
5109          * task (which is an invalid locking op but in the case
5110          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
5111          * do an early lockdep release here:
5112          */
5113         rq_unpin_lock(rq, rf);
5114         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
5115 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
5116         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
5117         rq_lockp(rq)->owner = next;
5118 #endif
5119 }
5120
5121 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
5122 {
5123         /*
5124          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
5125          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
5126          * prev into current:
5127          */
5128         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
5129         __balance_callbacks(rq);
5130         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5131 }
5132
5133 /*
5134  * NOP if the arch has not defined these:
5135  */
5136
5137 #ifndef prepare_arch_switch
5138 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
5139 #endif
5140
5141 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
5142 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
5143 #endif
5144
5145 static inline void kmap_local_sched_out(void)
5146 {
5147 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
5148         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
5149                 __kmap_local_sched_out();
5150 #endif
5151 }
5152
5153 static inline void kmap_local_sched_in(void)
5154 {
5155 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
5156         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
5157                 __kmap_local_sched_in();
5158 #endif
5159 }
5160
5161 /**
5162  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
5163  * @rq: the runqueue preparing to switch
5164  * @prev: the current task that is being switched out
5165  * @next: the task we are going to switch to.
5166  *
5167  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
5168  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
5169  * switch.
5170  *
5171  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
5172  * hooks.
5173  */
5174 static inline void
5175 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5176                     struct task_struct *next)
5177 {
5178         kcov_prepare_switch(prev);
5179         sched_info_switch(rq, prev, next);
5180         perf_event_task_sched_out(prev, next);
5181         rseq_preempt(prev);
5182         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
5183         kmap_local_sched_out();
5184         prepare_task(next);
5185         prepare_arch_switch(next);
5186 }
5187
5188 /**
5189  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
5190  * @prev: the thread we just switched away from.
5191  *
5192  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
5193  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
5194  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
5195  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
5196  *
5197  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
5198  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
5199  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
5200  * details.)
5201  *
5202  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
5203  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
5204  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
5205  * because prev may have moved to another CPU.
5206  */
5207 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
5208         __releases(rq->lock)
5209 {
5210         struct rq *rq = this_rq();
5211         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
5212         unsigned int prev_state;
5213
5214         /*
5215          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
5216          * because it left us after:
5217          *
5218          *      schedule()
5219          *        preempt_disable();                    // 1
5220          *        __schedule()
5221          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
5222          *
5223          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
5224          */
5225         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
5226                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
5227                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
5228                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
5229
5230         rq->prev_mm = NULL;
5231
5232         /*
5233          * A task struct has one reference for the use as "current".
5234          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
5235          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
5236          * the scheduled task must drop that reference.
5237          *
5238          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
5239          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
5240          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
5241          * transition, resulting in a double drop.
5242          */
5243         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5244         vtime_task_switch(prev);
5245         perf_event_task_sched_in(prev, current);
5246         finish_task(prev);
5247         tick_nohz_task_switch();
5248         finish_lock_switch(rq);
5249         finish_arch_post_lock_switch();
5250         kcov_finish_switch(current);
5251         /*
5252          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
5253          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
5254          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
5255          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
5256          * disabled either.
5257          */
5258         kmap_local_sched_in();
5259
5260         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
5261         /*
5262          * When switching through a kernel thread, the loop in
5263          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
5264          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
5265          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
5266          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
5267          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
5268          *
5269          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
5270          *   provided by mmdrop_lazy_tlb(),
5271          * - a sync_core for SYNC_CORE.
5272          */
5273         if (mm) {
5274                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
5275                 mmdrop_lazy_tlb_sched(mm);
5276         }
5277
5278         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
5279                 if (prev->sched_class->task_dead)
5280                         prev->sched_class->task_dead(prev);
5281
5282                 /* Task is done with its stack. */
5283                 put_task_stack(prev);
5284
5285                 put_task_struct_rcu_user(prev);
5286         }
5287
5288         return rq;
5289 }
5290
5291 /**
5292  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
5293  * @prev: the thread we just switched away from.
5294  */
5295 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
5296         __releases(rq->lock)
5297 {
5298         /*
5299          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
5300          * finish_task_switch() for details.
5301          *
5302          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
5303          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
5304          * PREEMPT_COUNT kernels).
5305          */
5306
5307         finish_task_switch(prev);
5308         preempt_enable();
5309
5310         if (current->set_child_tid)
5311                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
5312
5313         calculate_sigpending();
5314 }
5315
5316 /*
5317  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
5318  */
5319 static __always_inline struct rq *
5320 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5321                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5322 {
5323         prepare_task_switch(rq, prev, next);
5324
5325         /*
5326          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
5327          * combine the page table reload and the switch backend into
5328          * one hypercall.
5329          */
5330         arch_start_context_switch(prev);
5331
5332         /*
5333          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
5334          *   user -> kernel   lazy + mmgrab_lazy_tlb() active
5335          *
5336          * kernel ->   user   switch + mmdrop_lazy_tlb() active
5337          *   user ->   user   switch
5338          *
5339          * switch_mm_cid() needs to be updated if the barriers provided
5340          * by context_switch() are modified.
5341          */
5342         if (!next->mm) {                                // to kernel
5343                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
5344
5345                 next->active_mm = prev->active_mm;
5346                 if (prev->mm)                           // from user
5347                         mmgrab_lazy_tlb(prev->active_mm);
5348                 else
5349                         prev->active_mm = NULL;
5350         } else {                                        // to user
5351                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
5352                 /*
5353                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
5354                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
5355                  *
5356                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
5357                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
5358                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
5359                  */
5360                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
5361                 lru_gen_use_mm(next->mm);
5362
5363                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
5364                         /* will mmdrop_lazy_tlb() in finish_task_switch(). */
5365                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
5366                         prev->active_mm = NULL;
5367                 }
5368         }
5369
5370         /* switch_mm_cid() requires the memory barriers above. */
5371         switch_mm_cid(rq, prev, next);
5372
5373         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
5374
5375         /* Here we just switch the register state and the stack. */
5376         switch_to(prev, next, prev);
5377         barrier();
5378
5379         return finish_task_switch(prev);
5380 }
5381
5382 /*
5383  * nr_running and nr_context_switches:
5384  *
5385  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
5386  * threads, total number of context switches performed since bootup.
5387  */
5388 unsigned int nr_running(void)
5389 {
5390         unsigned int i, sum = 0;
5391
5392         for_each_online_cpu(i)
5393                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
5394
5395         return sum;
5396 }
5397
5398 /*
5399  * Check if only the current task is running on the CPU.
5400  *
5401  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
5402  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
5403  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
5404  *
5405  * - from a non-preemptible section (of course)
5406  *
5407  * - from a thread that is bound to a single CPU
5408  *
5409  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
5410  */
5411 bool single_task_running(void)
5412 {
5413         return raw_rq()->nr_running == 1;
5414 }
5415 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
5416
5417 unsigned long long nr_context_switches_cpu(int cpu)
5418 {
5419         return cpu_rq(cpu)->nr_switches;
5420 }
5421
5422 unsigned long long nr_context_switches(void)
5423 {
5424         int i;
5425         unsigned long long sum = 0;
5426
5427         for_each_possible_cpu(i)
5428                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
5429
5430         return sum;
5431 }
5432
5433 /*
5434  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
5435  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
5436  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
5437  * it does become runnable.
5438  */
5439
5440 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
5441 {
5442         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
5443 }
5444
5445 /*
5446  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
5447  *
5448  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
5449  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
5450  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
5451  *
5452  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
5453  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
5454  * running and we'd not be idle.
5455  *
5456  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
5457  * is broken.
5458  *
5459  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
5460  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
5461  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
5462  * utilising both CPUs.
5463  *
5464  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
5465  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
5466  *
5467  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
5468  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
5469  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
5470  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
5471  *
5472  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
5473  */
5474
5475 unsigned int nr_iowait(void)
5476 {
5477         unsigned int i, sum = 0;
5478
5479         for_each_possible_cpu(i)
5480                 sum += nr_iowait_cpu(i);
5481
5482         return sum;
5483 }
5484
5485 #ifdef CONFIG_SMP
5486
5487 /*
5488  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5489  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5490  */
5491 void sched_exec(void)
5492 {
5493         struct task_struct *p = current;
5494         struct migration_arg arg;
5495         int dest_cpu;
5496
5497         scoped_guard (raw_spinlock_irqsave, &p->pi_lock) {
5498                 dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5499                 if (dest_cpu == smp_processor_id())
5500                         return;
5501
5502                 if (unlikely(!cpu_active(dest_cpu)))
5503                         return;
5504
5505                 arg = (struct migration_arg){ p, dest_cpu };
5506         }
5507         stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5508 }
5509
5510 #endif
5511
5512 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5513 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5514
5515 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5516 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5517
5518 /*
5519  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5520  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5521  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5522  * Prefetching this data results in improved performance.
5523  */
5524 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5525 {
5526 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5527         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5528 #else
5529         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5530 #endif
5531         prefetch(curr);
5532         prefetch(&curr->exec_start);
5533 }
5534
5535 /*
5536  * Return accounted runtime for the task.
5537  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5538  * pending runtime that have not been accounted yet.
5539  */
5540 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5541 {
5542         struct rq_flags rf;
5543         struct rq *rq;
5544         u64 ns;
5545
5546 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5547         /*
5548          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5549          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5550          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5551          *
5552          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5553          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5554          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5555          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5556          * been accounted, so we're correct here as well.
5557          */
5558         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5559                 return p->se.sum_exec_runtime;
5560 #endif
5561
5562         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5563         /*
5564          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5565          * project cycles that may never be accounted to this
5566          * thread, breaking clock_gettime().
5567          */
5568         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5569                 prefetch_curr_exec_start(p);
5570                 update_rq_clock(rq);
5571                 p->sched_class->update_curr(rq);
5572         }
5573         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5574         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5575
5576         return ns;
5577 }
5578
5579 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5580 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5581 {
5582         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5583         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5584         static bool warned_once;
5585
5586         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5587                 return 0;
5588
5589         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5590                 return 0;
5591
5592         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5593                 return 0;
5594
5595         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5596                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5597                 rq->ticks_without_resched = 0;
5598                 return 0;
5599         }
5600
5601         rq->ticks_without_resched++;
5602         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5603         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5604                 return 0;
5605
5606         warned_once = true;
5607
5608         return resched_latency;
5609 }
5610
5611 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5612 {
5613         long val;
5614
5615         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5616                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5617                 return 1;
5618         }
5619
5620         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5621         return 1;
5622 }
5623 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5624 #else
5625 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5626 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5627
5628 /*
5629  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5630  * We call it with interrupts disabled.
5631  */
5632 void scheduler_tick(void)
5633 {
5634         int cpu = smp_processor_id();
5635         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5636         struct task_struct *curr = rq->curr;
5637         struct rq_flags rf;
5638         unsigned long thermal_pressure;
5639         u64 resched_latency;
5640
5641         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5642                 arch_scale_freq_tick();
5643
5644         sched_clock_tick();
5645
5646         rq_lock(rq, &rf);
5647
5648         update_rq_clock(rq);
5649         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5650         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5651         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5652         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5653                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5654         calc_global_load_tick(rq);
5655         sched_core_tick(rq);
5656         task_tick_mm_cid(rq, curr);
5657
5658         rq_unlock(rq, &rf);
5659
5660         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5661                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5662
5663         perf_event_task_tick();
5664
5665         if (curr->flags & PF_WQ_WORKER)
5666                 wq_worker_tick(curr);
5667
5668 #ifdef CONFIG_SMP
5669         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5670         trigger_load_balance(rq);
5671 #endif
5672 }
5673
5674 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5675
5676 struct tick_work {
5677         int                     cpu;
5678         atomic_t                state;
5679         struct delayed_work     work;
5680 };
5681 /* Values for ->state, see diagram below. */
5682 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5683 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5684 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5685
5686 /*
5687  * State diagram for ->state:
5688  *
5689  *
5690  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5691  *                    |   ^
5692  *                    |   |
5693  *                    |   | sched_tick_remote()
5694  *                    |   |
5695  *                    |   |
5696  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5697  *                    |   ^
5698  *                    |   |
5699  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5700  *                    |   |
5701  *                    V   |
5702  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5703  *
5704  *
5705  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5706  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5707  */
5708
5709 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5710
5711 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5712 {
5713         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5714         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5715         int cpu = twork->cpu;
5716         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5717         int os;
5718
5719         /*
5720          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5721          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5722          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5723          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5724          * of when exactly it is running.
5725          */
5726         if (tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu)) {
5727                 guard(rq_lock_irq)(rq);
5728                 struct task_struct *curr = rq->curr;
5729
5730                 if (cpu_online(cpu)) {
5731                         update_rq_clock(rq);
5732
5733                         if (!is_idle_task(curr)) {
5734                                 /*
5735                                  * Make sure the next tick runs within a
5736                                  * reasonable amount of time.
5737                                  */
5738                                 u64 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5739                                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5740                         }
5741                         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5742
5743                         calc_load_nohz_remote(rq);
5744                 }
5745         }
5746
5747         /*
5748          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5749          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5750          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5751          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5752          */
5753         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5754         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5755         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5756                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5757 }
5758
5759 static void sched_tick_start(int cpu)
5760 {
5761         int os;
5762         struct tick_work *twork;
5763
5764         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5765                 return;
5766
5767         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5768
5769         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5770         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5771         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5772         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5773                 twork->cpu = cpu;
5774                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5775                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5776         }
5777 }
5778
5779 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5780 static void sched_tick_stop(int cpu)
5781 {
5782         struct tick_work *twork;
5783         int os;
5784
5785         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5786                 return;
5787
5788         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5789
5790         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5791         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5792         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5793         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5794         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5795 }
5796 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5797
5798 int __init sched_tick_offload_init(void)
5799 {
5800         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5801         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5802         return 0;
5803 }
5804
5805 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5806 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5807 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5808 #endif
5809
5810 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5811                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5812 /*
5813  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5814  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5815  */
5816 static inline void preempt_latency_start(int val)
5817 {
5818         if (preempt_count() == val) {
5819                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5820 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5821                 current->preempt_disable_ip = ip;
5822 #endif
5823                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5824         }
5825 }
5826
5827 void preempt_count_add(int val)
5828 {
5829 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5830         /*
5831          * Underflow?
5832          */
5833         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5834                 return;
5835 #endif
5836         __preempt_count_add(val);
5837 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5838         /*
5839          * Spinlock count overflowing soon?
5840          */
5841         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5842                                 PREEMPT_MASK - 10);
5843 #endif
5844         preempt_latency_start(val);
5845 }
5846 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5847 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5848
5849 /*
5850  * If the value passed in equals to the current preempt count
5851  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5852  */
5853 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5854 {
5855         if (preempt_count() == val)
5856                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5857 }
5858
5859 void preempt_count_sub(int val)
5860 {
5861 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5862         /*
5863          * Underflow?
5864          */
5865         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5866                 return;
5867         /*
5868          * Is the spinlock portion underflowing?
5869          */
5870         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5871                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5872                 return;
5873 #endif
5874
5875         preempt_latency_stop(val);
5876         __preempt_count_sub(val);
5877 }
5878 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5879 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5880
5881 #else
5882 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5883 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5884 #endif
5885
5886 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5887 {
5888 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5889         return p->preempt_disable_ip;
5890 #else
5891         return 0;
5892 #endif
5893 }
5894
5895 /*
5896  * Print scheduling while atomic bug:
5897  */
5898 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5899 {
5900         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5901         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5902
5903         if (oops_in_progress)
5904                 return;
5905
5906         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5907                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5908
5909         debug_show_held_locks(prev);
5910         print_modules();
5911         if (irqs_disabled())
5912                 print_irqtrace_events(prev);
5913         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
5914                 pr_err("Preemption disabled at:");
5915                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5916         }
5917         check_panic_on_warn("scheduling while atomic");
5918
5919         dump_stack();
5920         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5921 }
5922
5923 /*
5924  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5925  */
5926 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5927 {
5928 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5929         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5930                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5931
5932         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5933                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5934 #endif
5935
5936 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5937         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5938                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5939                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5940                 dump_stack();
5941                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5942         }
5943 #endif
5944
5945         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5946                 __schedule_bug(prev);
5947                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5948         }
5949         rcu_sleep_check();
5950         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5951
5952         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5953
5954         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5955 }
5956
5957 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5958                                   struct rq_flags *rf)
5959 {
5960 #ifdef CONFIG_SMP
5961         const struct sched_class *class;
5962         /*
5963          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5964          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5965          * state as before we took rq->lock.
5966          *
5967          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5968          * a runnable task of @class priority or higher.
5969          */
5970         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5971                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5972                         break;
5973         }
5974 #endif
5975
5976         put_prev_task(rq, prev);
5977 }
5978
5979 /*
5980  * Pick up the highest-prio task:
5981  */
5982 static inline struct task_struct *
5983 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5984 {
5985         const struct sched_class *class;
5986         struct task_struct *p;
5987
5988         /*
5989          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5990          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5991          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5992          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5993          */
5994         if (likely(!sched_class_above(prev->sched_class, &fair_sched_class) &&
5995                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5996
5997                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5998                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5999                         goto restart;
6000
6001                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
6002                 if (!p) {
6003                         put_prev_task(rq, prev);
6004                         p = pick_next_task_idle(rq);
6005                 }
6006
6007                 return p;
6008         }
6009
6010 restart:
6011         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
6012
6013         for_each_class(class) {
6014                 p = class->pick_next_task(rq);
6015                 if (p)
6016                         return p;
6017         }
6018
6019         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
6020 }
6021
6022 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
6023 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
6024 {
6025         return (task_rq(t)->idle == t);
6026 }
6027
6028 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
6029 {
6030         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
6031 }
6032
6033 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
6034 {
6035         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
6036                 return true;
6037
6038         return a->core_cookie == b->core_cookie;
6039 }
6040
6041 static inline struct task_struct *pick_task(struct rq *rq)
6042 {
6043         const struct sched_class *class;
6044         struct task_struct *p;
6045
6046         for_each_class(class) {
6047                 p = class->pick_task(rq);
6048                 if (p)
6049                         return p;
6050         }
6051
6052         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
6053 }
6054
6055 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
6056
6057 static void queue_core_balance(struct rq *rq);
6058
6059 static struct task_struct *
6060 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6061 {
6062         struct task_struct *next, *p, *max = NULL;
6063         const struct cpumask *smt_mask;
6064         bool fi_before = false;
6065         bool core_clock_updated = (rq == rq->core);
6066         unsigned long cookie;
6067         int i, cpu, occ = 0;
6068         struct rq *rq_i;
6069         bool need_sync;
6070
6071         if (!sched_core_enabled(rq))
6072                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6073
6074         cpu = cpu_of(rq);
6075
6076         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
6077         if (cpu_is_offline(cpu)) {
6078                 /*
6079                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
6080                  * coming online. core_pick would already be migrated to
6081                  * another cpu during offline.
6082                  */
6083                 rq->core_pick = NULL;
6084                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6085         }
6086
6087         /*
6088          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
6089          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
6090          * pick yet, do so now.
6091          *
6092          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
6093          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
6094          * selection. In this case, do a core-wide selection.
6095          */
6096         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
6097             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
6098             rq->core_pick) {
6099                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
6100
6101                 next = rq->core_pick;
6102                 if (next != prev) {
6103                         put_prev_task(rq, prev);
6104                         set_next_task(rq, next);
6105                 }
6106
6107                 rq->core_pick = NULL;
6108                 goto out;
6109         }
6110
6111         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
6112
6113         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6114         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
6115
6116         /* reset state */
6117         rq->core->core_cookie = 0UL;
6118         if (rq->core->core_forceidle_count) {
6119                 if (!core_clock_updated) {
6120                         update_rq_clock(rq->core);
6121                         core_clock_updated = true;
6122                 }
6123                 sched_core_account_forceidle(rq);
6124                 /* reset after accounting force idle */
6125                 rq->core->core_forceidle_start = 0;
6126                 rq->core->core_forceidle_count = 0;
6127                 rq->core->core_forceidle_occupation = 0;
6128                 need_sync = true;
6129                 fi_before = true;
6130         }
6131
6132         /*
6133          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
6134          *
6135          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
6136          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
6137          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
6138          *
6139          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
6140          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
6141          */
6142         rq->core->core_task_seq++;
6143
6144         /*
6145          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
6146          * and there are no cookied tasks running on siblings.
6147          */
6148         if (!need_sync) {
6149                 next = pick_task(rq);
6150                 if (!next->core_cookie) {
6151                         rq->core_pick = NULL;
6152                         /*
6153                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
6154                          * unconstrained picks as well.
6155                          */
6156                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
6157                         task_vruntime_update(rq, next, false);
6158                         goto out_set_next;
6159                 }
6160         }
6161
6162         /*
6163          * For each thread: do the regular task pick and find the max prio task
6164          * amongst them.
6165          *
6166          * Tie-break prio towards the current CPU
6167          */
6168         for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
6169                 rq_i = cpu_rq(i);
6170
6171                 /*
6172                  * Current cpu always has its clock updated on entrance to
6173                  * pick_next_task(). If the current cpu is not the core,
6174                  * the core may also have been updated above.
6175                  */
6176                 if (i != cpu && (rq_i != rq->core || !core_clock_updated))
6177                         update_rq_clock(rq_i);
6178
6179                 p = rq_i->core_pick = pick_task(rq_i);
6180                 if (!max || prio_less(max, p, fi_before))
6181                         max = p;
6182         }
6183
6184         cookie = rq->core->core_cookie = max->core_cookie;
6185
6186         /*
6187          * For each thread: try and find a runnable task that matches @max or
6188          * force idle.
6189          */
6190         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6191                 rq_i = cpu_rq(i);
6192                 p = rq_i->core_pick;
6193
6194                 if (!cookie_equals(p, cookie)) {
6195                         p = NULL;
6196                         if (cookie)
6197                                 p = sched_core_find(rq_i, cookie);
6198                         if (!p)
6199                                 p = idle_sched_class.pick_task(rq_i);
6200                 }
6201
6202                 rq_i->core_pick = p;
6203
6204                 if (p == rq_i->idle) {
6205                         if (rq_i->nr_running) {
6206                                 rq->core->core_forceidle_count++;
6207                                 if (!fi_before)
6208                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
6209                         }
6210                 } else {
6211                         occ++;
6212                 }
6213         }
6214
6215         if (schedstat_enabled() && rq->core->core_forceidle_count) {
6216                 rq->core->core_forceidle_start = rq_clock(rq->core);
6217                 rq->core->core_forceidle_occupation = occ;
6218         }
6219
6220         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
6221         next = rq->core_pick;
6222         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
6223
6224         /* Something should have been selected for current CPU */
6225         WARN_ON_ONCE(!next);
6226
6227         /*
6228          * Reschedule siblings
6229          *
6230          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
6231          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
6232          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
6233          * non-matching user state.
6234          */
6235         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6236                 rq_i = cpu_rq(i);
6237
6238                 /*
6239                  * An online sibling might have gone offline before a task
6240                  * could be picked for it, or it might be offline but later
6241                  * happen to come online, but its too late and nothing was
6242                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
6243                  * so ignore it.
6244                  */
6245                 if (!rq_i->core_pick)
6246                         continue;
6247
6248                 /*
6249                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
6250                  * fi_before     fi      update?
6251                  *  0            0       1
6252                  *  0            1       1
6253                  *  1            0       1
6254                  *  1            1       0
6255                  */
6256                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle_count))
6257                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, !!rq->core->core_forceidle_count);
6258
6259                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
6260
6261                 if (i == cpu) {
6262                         rq_i->core_pick = NULL;
6263                         continue;
6264                 }
6265
6266                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
6267                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
6268
6269                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
6270                         rq_i->core_pick = NULL;
6271                         continue;
6272                 }
6273
6274                 resched_curr(rq_i);
6275         }
6276
6277 out_set_next:
6278         set_next_task(rq, next);
6279 out:
6280         if (rq->core->core_forceidle_count && next == rq->idle)
6281                 queue_core_balance(rq);
6282
6283         return next;
6284 }
6285
6286 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
6287 {
6288         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
6289         struct task_struct *p;
6290         unsigned long cookie;
6291         bool success = false;
6292
6293         guard(irq)();
6294         guard(double_rq_lock)(dst, src);
6295
6296         cookie = dst->core->core_cookie;
6297         if (!cookie)
6298                 return false;
6299
6300         if (dst->curr != dst->idle)
6301                 return false;
6302
6303         p = sched_core_find(src, cookie);
6304         if (!p)
6305                 return false;
6306
6307         do {
6308                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
6309                         goto next;
6310
6311                 if (!is_cpu_allowed(p, this))
6312                         goto next;
6313
6314                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
6315                         goto next;
6316                 /*
6317                  * sched_core_find() and sched_core_next() will ensure
6318                  * that task @p is not throttled now, we also need to
6319                  * check whether the runqueue of the destination CPU is
6320                  * being throttled.
6321                  */
6322                 if (sched_task_is_throttled(p, this))
6323                         goto next;
6324
6325                 deactivate_task(src, p, 0);
6326                 set_task_cpu(p, this);
6327                 activate_task(dst, p, 0);
6328
6329                 resched_curr(dst);
6330
6331                 success = true;
6332                 break;
6333
6334 next:
6335                 p = sched_core_next(p, cookie);
6336         } while (p);
6337
6338         return success;
6339 }
6340
6341 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
6342 {
6343         int i;
6344
6345         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu + 1) {
6346                 if (i == cpu)
6347                         continue;
6348
6349                 if (need_resched())
6350                         break;
6351
6352                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
6353                         return true;
6354         }
6355
6356         return false;
6357 }
6358
6359 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
6360 {
6361         struct sched_domain *sd;
6362         int cpu = cpu_of(rq);
6363
6364         guard(preempt)();
6365         guard(rcu)();
6366
6367         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6368         for_each_domain(cpu, sd) {
6369                 if (need_resched())
6370                         break;
6371
6372                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
6373                         break;
6374         }
6375         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
6376 }
6377
6378 static DEFINE_PER_CPU(struct balance_callback, core_balance_head);
6379
6380 static void queue_core_balance(struct rq *rq)
6381 {
6382         if (!sched_core_enabled(rq))
6383                 return;
6384
6385         if (!rq->core->core_cookie)
6386                 return;
6387
6388         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
6389                 return;
6390
6391         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
6392 }
6393
6394 DEFINE_LOCK_GUARD_1(core_lock, int,
6395                     sched_core_lock(*_T->lock, &_T->flags),
6396                     sched_core_unlock(*_T->lock, &_T->flags),
6397                     unsigned long flags)
6398
6399 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
6400 {
6401         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6402         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6403         int t;
6404
6405         guard(core_lock)(&cpu);
6406
6407         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6408
6409         /* if we're the first, we'll be our own leader */
6410         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
6411                 return;
6412
6413         /* find the leader */
6414         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6415                 if (t == cpu)
6416                         continue;
6417                 rq = cpu_rq(t);
6418                 if (rq->core == rq) {
6419                         core_rq = rq;
6420                         break;
6421                 }
6422         }
6423
6424         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
6425                 return;
6426
6427         /* install and validate core_rq */
6428         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6429                 rq = cpu_rq(t);
6430
6431                 if (t == cpu)
6432                         rq->core = core_rq;
6433
6434                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
6435         }
6436 }
6437
6438 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6439 {
6440         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6441         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6442         int t;
6443
6444         guard(core_lock)(&cpu);
6445
6446         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6447         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6448                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6449                 return;
6450         }
6451
6452         /* if we're not the leader, nothing to do */
6453         if (rq->core != rq)
6454                 return;
6455
6456         /* find a new leader */
6457         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6458                 if (t == cpu)
6459                         continue;
6460                 core_rq = cpu_rq(t);
6461                 break;
6462         }
6463
6464         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6465                 return;
6466
6467         /* copy the shared state to the new leader */
6468         core_rq->core_task_seq             = rq->core_task_seq;
6469         core_rq->core_pick_seq             = rq->core_pick_seq;
6470         core_rq->core_cookie               = rq->core_cookie;
6471         core_rq->core_forceidle_count      = rq->core_forceidle_count;
6472         core_rq->core_forceidle_seq        = rq->core_forceidle_seq;
6473         core_rq->core_forceidle_occupation = rq->core_forceidle_occupation;
6474
6475         /*
6476          * Accounting edge for forced idle is handled in pick_next_task().
6477          * Don't need another one here, since the hotplug thread shouldn't
6478          * have a cookie.
6479          */
6480         core_rq->core_forceidle_start = 0;
6481
6482         /* install new leader */
6483         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6484                 rq = cpu_rq(t);
6485                 rq->core = core_rq;
6486         }
6487 }
6488
6489 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6490 {
6491         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6492
6493         if (rq->core != rq)
6494                 rq->core = rq;
6495 }
6496
6497 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6498
6499 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6500 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6501 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6502
6503 static struct task_struct *
6504 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6505 {
6506         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6507 }
6508
6509 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6510
6511 /*
6512  * Constants for the sched_mode argument of __schedule().
6513  *
6514  * The mode argument allows RT enabled kernels to differentiate a
6515  * preemption from blocking on an 'sleeping' spin/rwlock. Note that
6516  * SM_MASK_PREEMPT for !RT has all bits set, which allows the compiler to
6517  * optimize the AND operation out and just check for zero.
6518  */
6519 #define SM_NONE                 0x0
6520 #define SM_PREEMPT              0x1
6521 #define SM_RTLOCK_WAIT          0x2
6522
6523 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
6524 # define SM_MASK_PREEMPT        (~0U)
6525 #else
6526 # define SM_MASK_PREEMPT        SM_PREEMPT
6527 #endif
6528
6529 /*
6530  * __schedule() is the main scheduler function.
6531  *
6532  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6533  *
6534  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6535  *
6536  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6537  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6538  *
6539  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6540  *      interrupt handler scheduler_tick().
6541  *
6542  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6543  *      task to the run-queue and that's it.
6544  *
6545  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6546  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6547  *      called on the nearest possible occasion:
6548  *
6549  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6550  *
6551  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6552  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6553  *           spin_unlock()!)
6554  *
6555  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6556  *           preemptible context
6557  *
6558  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6559  *         then at the next:
6560  *
6561  *          - cond_resched() call
6562  *          - explicit schedule() call
6563  *          - return from syscall or exception to user-space
6564  *          - return from interrupt-handler to user-space
6565  *
6566  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6567  */
6568 static void __sched notrace __schedule(unsigned int sched_mode)
6569 {
6570         struct task_struct *prev, *next;
6571         unsigned long *switch_count;
6572         unsigned long prev_state;
6573         struct rq_flags rf;
6574         struct rq *rq;
6575         int cpu;
6576
6577         cpu = smp_processor_id();
6578         rq = cpu_rq(cpu);
6579         prev = rq->curr;
6580
6581         schedule_debug(prev, !!sched_mode);
6582
6583         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6584                 hrtick_clear(rq);
6585
6586         local_irq_disable();
6587         rcu_note_context_switch(!!sched_mode);
6588
6589         /*
6590          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6591          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6592          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6593          *
6594          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6595          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6596          *                                        wake_up_state(p, state)
6597          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6598          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6599          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6600          *
6601          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6602          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6603          */
6604         rq_lock(rq, &rf);
6605         smp_mb__after_spinlock();
6606
6607         /* Promote REQ to ACT */
6608         rq->clock_update_flags <<= 1;
6609         update_rq_clock(rq);
6610         rq->clock_update_flags = RQCF_UPDATED;
6611
6612         switch_count = &prev->nivcsw;
6613
6614         /*
6615          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6616          * that we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6617          */
6618         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6619         if (!(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT) && prev_state) {
6620                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6621                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6622                 } else {
6623                         prev->sched_contributes_to_load =
6624                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6625                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6626                                 !(prev_state & TASK_FROZEN);
6627
6628                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6629                                 rq->nr_uninterruptible++;
6630
6631                         /*
6632                          * __schedule()                 ttwu()
6633                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6634                          *   if (prev_state)                goto out;
6635                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6636                          *                                p->state = TASK_WAKING
6637                          *
6638                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6639                          *
6640                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6641                          */
6642                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6643
6644                         if (prev->in_iowait) {
6645                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6646                                 delayacct_blkio_start();
6647                         }
6648                 }
6649                 switch_count = &prev->nvcsw;
6650         }
6651
6652         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6653         clear_tsk_need_resched(prev);
6654         clear_preempt_need_resched();
6655 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6656         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6657 #endif
6658
6659         if (likely(prev != next)) {
6660                 rq->nr_switches++;
6661                 /*
6662                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6663                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6664                  */
6665                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6666                 /*
6667                  * The membarrier system call requires each architecture
6668                  * to have a full memory barrier after updating
6669                  * rq->curr, before returning to user-space.
6670                  *
6671                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6672                  * various architectures:
6673                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6674                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6675                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6676                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6677                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6678                  *   is a RELEASE barrier),
6679                  */
6680                 ++*switch_count;
6681
6682                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6683                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6684
6685                 trace_sched_switch(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT, prev, next, prev_state);
6686
6687                 /* Also unlocks the rq: */
6688                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6689         } else {
6690                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6691                 __balance_callbacks(rq);
6692                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6693         }
6694 }
6695
6696 void __noreturn do_task_dead(void)
6697 {
6698         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6699         set_special_state(TASK_DEAD);
6700
6701         /* Tell freezer to ignore us: */
6702         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6703
6704         __schedule(SM_NONE);
6705         BUG();
6706
6707         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6708         for (;;)
6709                 cpu_relax();
6710 }
6711
6712 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6713 {
6714         static DEFINE_WAIT_OVERRIDE_MAP(sched_map, LD_WAIT_CONFIG);
6715         unsigned int task_flags;
6716
6717         /*
6718          * Establish LD_WAIT_CONFIG context to ensure none of the code called
6719          * will use a blocking primitive -- which would lead to recursion.
6720          */
6721         lock_map_acquire_try(&sched_map);
6722
6723         task_flags = tsk->flags;
6724         /*
6725          * If a worker goes to sleep, notify and ask workqueue whether it
6726          * wants to wake up a task to maintain concurrency.
6727          */
6728         if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6729                 wq_worker_sleeping(tsk);
6730         else if (task_flags & PF_IO_WORKER)
6731                 io_wq_worker_sleeping(tsk);
6732
6733         /*
6734          * spinlock and rwlock must not flush block requests.  This will
6735          * deadlock if the callback attempts to acquire a lock which is
6736          * already acquired.
6737          */
6738         SCHED_WARN_ON(current->__state & TASK_RTLOCK_WAIT);
6739
6740         /*
6741          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6742          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6743          */
6744         blk_flush_plug(tsk->plug, true);
6745
6746         lock_map_release(&sched_map);
6747 }
6748
6749 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6750 {
6751         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6752                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6753                         wq_worker_running(tsk);
6754                 else
6755                         io_wq_worker_running(tsk);
6756         }
6757 }
6758
6759 static __always_inline void __schedule_loop(unsigned int sched_mode)
6760 {
6761         do {
6762                 preempt_disable();
6763                 __schedule(sched_mode);
6764                 sched_preempt_enable_no_resched();
6765         } while (need_resched());
6766 }
6767
6768 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6769 {
6770         struct task_struct *tsk = current;
6771
6772 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6773         lockdep_assert(!tsk->sched_rt_mutex);
6774 #endif
6775
6776         if (!task_is_running(tsk))
6777                 sched_submit_work(tsk);
6778         __schedule_loop(SM_NONE);
6779         sched_update_worker(tsk);
6780 }
6781 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6782
6783 /*
6784  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6785  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6786  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6787  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6788  * (schedule out non-voluntarily).
6789  *
6790  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6791  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6792  */
6793 void __sched schedule_idle(void)
6794 {
6795         /*
6796          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6797          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6798          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6799          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6800          * TASK_RUNNING state.
6801          */
6802         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6803         do {
6804                 __schedule(SM_NONE);
6805         } while (need_resched());
6806 }
6807
6808 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING_USER) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_USER_OFFSTACK)
6809 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6810 {
6811         /*
6812          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6813          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6814          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6815          * we find a better solution.
6816          *
6817          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6818          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6819          * too frequently to make sense yet.
6820          */
6821         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6822         schedule();
6823         exception_exit(prev_state);
6824 }
6825 #endif
6826
6827 /**
6828  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6829  *
6830  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6831  */
6832 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6833 {
6834         sched_preempt_enable_no_resched();
6835         schedule();
6836         preempt_disable();
6837 }
6838
6839 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
6840 void __sched notrace schedule_rtlock(void)
6841 {
6842         __schedule_loop(SM_RTLOCK_WAIT);
6843 }
6844 NOKPROBE_SYMBOL(schedule_rtlock);
6845 #endif
6846
6847 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6848 {
6849         do {
6850                 /*
6851                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6852                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6853                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6854                  * by the function tracer will call this function again and
6855                  * cause infinite recursion.
6856                  *
6857                  * Preemption must be disabled here before the function
6858                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6859                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6860                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6861                  * which can also be traced by the function tracer.
6862                  */
6863                 preempt_disable_notrace();
6864                 preempt_latency_start(1);
6865                 __schedule(SM_PREEMPT);
6866                 preempt_latency_stop(1);
6867                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6868
6869                 /*
6870                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6871                  * between schedule and now.
6872                  */
6873         } while (need_resched());
6874 }
6875
6876 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6877 /*
6878  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6879  * off of preempt_enable.
6880  */
6881 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6882 {
6883         /*
6884          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6885          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6886          */
6887         if (likely(!preemptible()))
6888                 return;
6889         preempt_schedule_common();
6890 }
6891 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6892 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6893
6894 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6895 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6896 #ifndef preempt_schedule_dynamic_enabled
6897 #define preempt_schedule_dynamic_enabled        preempt_schedule
6898 #define preempt_schedule_dynamic_disabled       NULL
6899 #endif
6900 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, preempt_schedule_dynamic_enabled);
6901 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6902 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6903 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule);
6904 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule(void)
6905 {
6906         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule))
6907                 return;
6908         preempt_schedule();
6909 }
6910 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6911 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6912 #endif
6913 #endif
6914
6915 /**
6916  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6917  *
6918  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6919  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6920  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6921  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6922  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6923  * to be called when the system is still in usermode.
6924  *
6925  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6926  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6927  * calling the scheduler.
6928  */
6929 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6930 {
6931         enum ctx_state prev_ctx;
6932
6933         if (likely(!preemptible()))
6934                 return;
6935
6936         do {
6937                 /*
6938                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6939                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6940                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6941                  * by the function tracer will call this function again and
6942                  * cause infinite recursion.
6943                  *
6944                  * Preemption must be disabled here before the function
6945                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6946                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6947                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6948                  * which can also be traced by the function tracer.
6949                  */
6950                 preempt_disable_notrace();
6951                 preempt_latency_start(1);
6952                 /*
6953                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6954                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6955                  * an infinite recursion.
6956                  */
6957                 prev_ctx = exception_enter();
6958                 __schedule(SM_PREEMPT);
6959                 exception_exit(prev_ctx);
6960
6961                 preempt_latency_stop(1);
6962                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6963         } while (need_resched());
6964 }
6965 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6966
6967 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6968 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6969 #ifndef preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled
6970 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled        preempt_schedule_notrace
6971 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_disabled       NULL
6972 #endif
6973 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled);
6974 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6975 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6976 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule_notrace);
6977 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule_notrace(void)
6978 {
6979         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule_notrace))
6980                 return;
6981         preempt_schedule_notrace();
6982 }
6983 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6984 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6985 #endif
6986 #endif
6987
6988 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6989
6990 /*
6991  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6992  * off of irq context.
6993  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6994  * protect us against recursive calling from irq.
6995  */
6996 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6997 {
6998         enum ctx_state prev_state;
6999
7000         /* Catch callers which need to be fixed */
7001         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
7002
7003         prev_state = exception_enter();
7004
7005         do {
7006                 preempt_disable();
7007                 local_irq_enable();
7008                 __schedule(SM_PREEMPT);
7009                 local_irq_disable();
7010                 sched_preempt_enable_no_resched();
7011         } while (need_resched());
7012
7013         exception_exit(prev_state);
7014 }
7015
7016 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
7017                           void *key)
7018 {
7019         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~(WF_SYNC|WF_CURRENT_CPU));
7020         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
7021 }
7022 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
7023
7024 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
7025 {
7026         if (dl_prio(prio))
7027                 p->sched_class = &dl_sched_class;
7028         else if (rt_prio(prio))
7029                 p->sched_class = &rt_sched_class;
7030         else
7031                 p->sched_class = &fair_sched_class;
7032
7033         p->prio = prio;
7034 }
7035
7036 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
7037
7038 /*
7039  * Would be more useful with typeof()/auto_type but they don't mix with
7040  * bit-fields. Since it's a local thing, use int. Keep the generic sounding
7041  * name such that if someone were to implement this function we get to compare
7042  * notes.
7043  */
7044 #define fetch_and_set(x, v) ({ int _x = (x); (x) = (v); _x; })
7045
7046 void rt_mutex_pre_schedule(void)
7047 {
7048         lockdep_assert(!fetch_and_set(current->sched_rt_mutex, 1));
7049         sched_submit_work(current);
7050 }
7051
7052 void rt_mutex_schedule(void)
7053 {
7054         lockdep_assert(current->sched_rt_mutex);
7055         __schedule_loop(SM_NONE);
7056 }
7057
7058 void rt_mutex_post_schedule(void)
7059 {
7060         sched_update_worker(current);
7061         lockdep_assert(fetch_and_set(current->sched_rt_mutex, 0));
7062 }
7063
7064 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
7065 {
7066         if (pi_task)
7067                 prio = min(prio, pi_task->prio);
7068
7069         return prio;
7070 }
7071
7072 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
7073 {
7074         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
7075
7076         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
7077 }
7078
7079 /*
7080  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
7081  * @p: task to boost
7082  * @pi_task: donor task
7083  *
7084  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
7085  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
7086  *
7087  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
7088  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
7089  */
7090 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
7091 {
7092         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
7093                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7094         const struct sched_class *prev_class;
7095         struct rq_flags rf;
7096         struct rq *rq;
7097
7098         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
7099         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
7100
7101         /*
7102          * If nothing changed; bail early.
7103          */
7104         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
7105                 return;
7106
7107         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
7108         update_rq_clock(rq);
7109         /*
7110          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
7111          * either lock.
7112          *
7113          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
7114          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
7115          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
7116          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
7117          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
7118          */
7119         p->pi_top_task = pi_task;
7120
7121         /*
7122          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
7123          */
7124         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
7125                 goto out_unlock;
7126
7127         /*
7128          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
7129          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
7130          *
7131          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
7132          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
7133          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
7134          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
7135          * with interrupts disabled and will complete the lock
7136          * protected section without being interrupted. So there is no
7137          * real need to boost.
7138          */
7139         if (unlikely(p == rq->idle)) {
7140                 WARN_ON(p != rq->curr);
7141                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
7142                 goto out_unlock;
7143         }
7144
7145         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
7146         oldprio = p->prio;
7147
7148         if (oldprio == prio)
7149                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
7150
7151         prev_class = p->sched_class;
7152         queued = task_on_rq_queued(p);
7153         running = task_current(rq, p);
7154         if (queued)
7155                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
7156         if (running)
7157                 put_prev_task(rq, p);
7158
7159         /*
7160          * Boosting condition are:
7161          * 1. -rt task is running and holds mutex A
7162          *      --> -dl task blocks on mutex A
7163          *
7164          * 2. -dl task is running and holds mutex A
7165          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
7166          *          running task
7167          */
7168         if (dl_prio(prio)) {
7169                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
7170                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
7171                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
7172                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
7173                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
7174                 } else {
7175                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7176                 }
7177         } else if (rt_prio(prio)) {
7178                 if (dl_prio(oldprio))
7179                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7180                 if (oldprio < prio)
7181                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
7182         } else {
7183                 if (dl_prio(oldprio))
7184                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7185                 if (rt_prio(oldprio))
7186                         p->rt.timeout = 0;
7187         }
7188
7189         __setscheduler_prio(p, prio);
7190
7191         if (queued)
7192                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
7193         if (running)
7194                 set_next_task(rq, p);
7195
7196         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7197 out_unlock:
7198         /* Avoid rq from going away on us: */
7199         preempt_disable();
7200
7201         rq_unpin_lock(rq, &rf);
7202         __balance_callbacks(rq);
7203         raw_spin_rq_unlock(rq);
7204
7205         preempt_enable();
7206 }
7207 #else
7208 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
7209 {
7210         return prio;
7211 }
7212 #endif
7213
7214 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
7215 {
7216         bool queued, running;
7217         struct rq *rq;
7218         int old_prio;
7219
7220         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7221                 return;
7222         /*
7223          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
7224          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
7225          */
7226         CLASS(task_rq_lock, rq_guard)(p);
7227         rq = rq_guard.rq;
7228
7229         update_rq_clock(rq);
7230
7231         /*
7232          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
7233          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
7234          * it won't have any effect on scheduling until the task is
7235          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
7236          */
7237         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
7238                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7239                 return;
7240         }
7241
7242         queued = task_on_rq_queued(p);
7243         running = task_current(rq, p);
7244         if (queued)
7245                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
7246         if (running)
7247                 put_prev_task(rq, p);
7248
7249         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7250         set_load_weight(p, true);
7251         old_prio = p->prio;
7252         p->prio = effective_prio(p);
7253
7254         if (queued)
7255                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
7256         if (running)
7257                 set_next_task(rq, p);
7258
7259         /*
7260          * If the task increased its priority or is running and
7261          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
7262          */
7263         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
7264 }
7265 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
7266
7267 /*
7268  * is_nice_reduction - check if nice value is an actual reduction
7269  *
7270  * Similar to can_nice() but does not perform a capability check.
7271  *
7272  * @p: task
7273  * @nice: nice value
7274  */
7275 static bool is_nice_reduction(const struct task_struct *p, const int nice)
7276 {
7277         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
7278         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
7279
7280         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE));
7281 }
7282
7283 /*
7284  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
7285  * @p: task
7286  * @nice: nice value
7287  */
7288 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
7289 {
7290         return is_nice_reduction(p, nice) || capable(CAP_SYS_NICE);
7291 }
7292
7293 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
7294
7295 /*
7296  * sys_nice - change the priority of the current process.
7297  * @increment: priority increment
7298  *
7299  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
7300  * does similar things.
7301  */
7302 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
7303 {
7304         long nice, retval;
7305
7306         /*
7307          * Setpriority might change our priority at the same moment.
7308          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
7309          * and we have a single winner.
7310          */
7311         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
7312         nice = task_nice(current) + increment;
7313
7314         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7315         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
7316                 return -EPERM;
7317
7318         retval = security_task_setnice(current, nice);
7319         if (retval)
7320                 return retval;
7321
7322         set_user_nice(current, nice);
7323         return 0;
7324 }
7325
7326 #endif
7327
7328 /**
7329  * task_prio - return the priority value of a given task.
7330  * @p: the task in question.
7331  *
7332  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
7333  *
7334  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
7335  *
7336  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
7337  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
7338  * deadline                     -101             -1           0
7339  */
7340 int task_prio(const struct task_struct *p)
7341 {
7342         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
7343 }
7344
7345 /**
7346  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
7347  * @cpu: the processor in question.
7348  *
7349  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7350  */
7351 int idle_cpu(int cpu)
7352 {
7353         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7354
7355         if (rq->curr != rq->idle)
7356                 return 0;
7357
7358         if (rq->nr_running)
7359                 return 0;
7360
7361 #ifdef CONFIG_SMP
7362         if (rq->ttwu_pending)
7363                 return 0;
7364 #endif
7365
7366         return 1;
7367 }
7368
7369 /**
7370  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
7371  * @cpu: the CPU in question.
7372  *
7373  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7374  */
7375 int available_idle_cpu(int cpu)
7376 {
7377         if (!idle_cpu(cpu))
7378                 return 0;
7379
7380         if (vcpu_is_preempted(cpu))
7381                 return 0;
7382
7383         return 1;
7384 }
7385
7386 /**
7387  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
7388  * @cpu: the processor in question.
7389  *
7390  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
7391  */
7392 struct task_struct *idle_task(int cpu)
7393 {
7394         return cpu_rq(cpu)->idle;
7395 }
7396
7397 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
7398 int sched_core_idle_cpu(int cpu)
7399 {
7400         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7401
7402         if (sched_core_enabled(rq) && rq->curr == rq->idle)
7403                 return 1;
7404
7405         return idle_cpu(cpu);
7406 }
7407
7408 #endif
7409
7410 #ifdef CONFIG_SMP
7411 /*
7412  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
7413  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
7414  *
7415  * The scheduler tracks the following metrics:
7416  *
7417  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
7418  *   cpu_bw_dl()
7419  *
7420  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
7421  * synchronized windows and are thus directly comparable.
7422  *
7423  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
7424  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
7425  * in the irq utilization.
7426  *
7427  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
7428  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
7429  * required to meet deadlines.
7430  */
7431 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
7432                                  enum cpu_util_type type,
7433                                  struct task_struct *p)
7434 {
7435         unsigned long dl_util, util, irq, max;
7436         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7437
7438         max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7439
7440         if (!uclamp_is_used() &&
7441             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
7442                 return max;
7443         }
7444
7445         /*
7446          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
7447          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7448          * update_irq_load_avg().
7449          */
7450         irq = cpu_util_irq(rq);
7451         if (unlikely(irq >= max))
7452                 return max;
7453
7454         /*
7455          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7456          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7457          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7458          * to obtain the CPU's actual utilization.
7459          *
7460          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7461          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7462          * tasks.
7463          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7464          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7465          */
7466         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7467         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7468                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7469
7470         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7471
7472         /*
7473          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7474          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7475          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7476          * that we select f_max when there is no idle time.
7477          *
7478          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7479          * saturation when we should -- something for later.
7480          */
7481         if (util + dl_util >= max)
7482                 return max;
7483
7484         /*
7485          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7486          * include util_dl and ignore dl_bw.
7487          */
7488         if (type == ENERGY_UTIL)
7489                 util += dl_util;
7490
7491         /*
7492          * There is still idle time; further improve the number by using the
7493          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7494          * need to scale the task numbers:
7495          *
7496          *              max - irq
7497          *   U' = irq + --------- * U
7498          *                 max
7499          */
7500         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7501         util += irq;
7502
7503         /*
7504          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7505          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7506          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7507          * periods of time.
7508          *
7509          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7510          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7511          * an interface. So, we only do the latter for now.
7512          */
7513         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7514                 util += cpu_bw_dl(rq);
7515
7516         return min(max, util);
7517 }
7518
7519 unsigned long sched_cpu_util(int cpu)
7520 {
7521         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu), ENERGY_UTIL, NULL);
7522 }
7523 #endif /* CONFIG_SMP */
7524
7525 /**
7526  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7527  * @pid: the pid in question.
7528  *
7529  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7530  */
7531 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7532 {
7533         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7534 }
7535
7536 static struct task_struct *find_get_task(pid_t pid)
7537 {
7538         struct task_struct *p;
7539         guard(rcu)();
7540
7541         p = find_process_by_pid(pid);
7542         if (likely(p))
7543                 get_task_struct(p);
7544
7545         return p;
7546 }
7547
7548 DEFINE_CLASS(find_get_task, struct task_struct *, if (_T) put_task_struct(_T),
7549              find_get_task(pid), pid_t pid)
7550
7551 /*
7552  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7553  * it calls know not to change it.
7554  */
7555 #define SETPARAM_POLICY -1
7556
7557 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7558                 const struct sched_attr *attr)
7559 {
7560         int policy = attr->sched_policy;
7561
7562         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7563                 policy = p->policy;
7564
7565         p->policy = policy;
7566
7567         if (dl_policy(policy))
7568                 __setparam_dl(p, attr);
7569         else if (fair_policy(policy))
7570                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7571
7572         /*
7573          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7574          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7575          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7576          */
7577         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7578         p->normal_prio = normal_prio(p);
7579         set_load_weight(p, true);
7580 }
7581
7582 /*
7583  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7584  */
7585 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7586 {
7587         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7588         guard(rcu)();
7589
7590         pcred = __task_cred(p);
7591         return (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7592                 uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7593 }
7594
7595 /*
7596  * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority.
7597  * Only issue a capable test if needed and only once to avoid an audit
7598  * event on permitted non-privileged operations:
7599  */
7600 static int user_check_sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7601                                          const struct sched_attr *attr,
7602                                          int policy, int reset_on_fork)
7603 {
7604         if (fair_policy(policy)) {
7605                 if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7606                     !is_nice_reduction(p, attr->sched_nice))
7607                         goto req_priv;
7608         }
7609
7610         if (rt_policy(policy)) {
7611                 unsigned long rlim_rtprio = task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7612
7613                 /* Can't set/change the rt policy: */
7614                 if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7615                         goto req_priv;
7616
7617                 /* Can't increase priority: */
7618                 if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7619                     attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7620                         goto req_priv;
7621         }
7622
7623         /*
7624          * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7625          * (safest behavior); in the future we would like to allow
7626          * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7627          * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7628          */
7629         if (dl_policy(policy))
7630                 goto req_priv;
7631
7632         /*
7633          * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7634          * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7635          */
7636         if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7637                 if (!is_nice_reduction(p, task_nice(p)))
7638                         goto req_priv;
7639         }
7640
7641         /* Can't change other user's priorities: */
7642         if (!check_same_owner(p))
7643                 goto req_priv;
7644
7645         /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7646         if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7647                 goto req_priv;
7648
7649         return 0;
7650
7651 req_priv:
7652         if (!capable(CAP_SYS_NICE))
7653                 return -EPERM;
7654
7655         return 0;
7656 }
7657
7658 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7659                                 const struct sched_attr *attr,
7660                                 bool user, bool pi)
7661 {
7662         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7663         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7664         const struct sched_class *prev_class;
7665         struct balance_callback *head;
7666         struct rq_flags rf;
7667         int reset_on_fork;
7668         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7669         struct rq *rq;
7670         bool cpuset_locked = false;
7671
7672         /* The pi code expects interrupts enabled */
7673         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7674 recheck:
7675         /* Double check policy once rq lock held: */
7676         if (policy < 0) {
7677                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7678                 policy = oldpolicy = p->policy;
7679         } else {
7680                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7681
7682                 if (!valid_policy(policy))
7683                         return -EINVAL;
7684         }
7685
7686         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7687                 return -EINVAL;
7688
7689         /*
7690          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7691          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7692          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7693          */
7694         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7695                 return -EINVAL;
7696         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7697             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7698                 return -EINVAL;
7699
7700         if (user) {
7701                 retval = user_check_sched_setscheduler(p, attr, policy, reset_on_fork);
7702                 if (retval)
7703                         return retval;
7704
7705                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7706                         return -EINVAL;
7707
7708                 retval = security_task_setscheduler(p);
7709                 if (retval)
7710                         return retval;
7711         }
7712
7713         /* Update task specific "requested" clamps */
7714         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7715                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7716                 if (retval)
7717                         return retval;
7718         }
7719
7720         /*
7721          * SCHED_DEADLINE bandwidth accounting relies on stable cpusets
7722          * information.
7723          */
7724         if (dl_policy(policy) || dl_policy(p->policy)) {
7725                 cpuset_locked = true;
7726                 cpuset_lock();
7727         }
7728
7729         /*
7730          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7731          * changing the priority of the task:
7732          *
7733          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7734          * runqueue lock must be held.
7735          */
7736         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7737         update_rq_clock(rq);
7738
7739         /*
7740          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7741          */
7742         if (p == rq->stop) {
7743                 retval = -EINVAL;
7744                 goto unlock;
7745         }
7746
7747         /*
7748          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7749          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7750          */
7751         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7752                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7753                         goto change;
7754                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7755                         goto change;
7756                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7757                         goto change;
7758                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7759                         goto change;
7760
7761                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7762                 retval = 0;
7763                 goto unlock;
7764         }
7765 change:
7766
7767         if (user) {
7768 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7769                 /*
7770                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7771                  * assigned.
7772                  */
7773                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7774                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7775                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7776                         retval = -EPERM;
7777                         goto unlock;
7778                 }
7779 #endif
7780 #ifdef CONFIG_SMP
7781                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7782                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7783                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7784
7785                         /*
7786                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7787                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7788                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7789                          */
7790                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7791                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7792                                 retval = -EPERM;
7793                                 goto unlock;
7794                         }
7795                 }
7796 #endif
7797         }
7798
7799         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7800         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7801                 policy = oldpolicy = -1;
7802                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7803                 if (cpuset_locked)
7804                         cpuset_unlock();
7805                 goto recheck;
7806         }
7807
7808         /*
7809          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7810          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7811          * is available.
7812          */
7813         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7814                 retval = -EBUSY;
7815                 goto unlock;
7816         }
7817
7818         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7819         oldprio = p->prio;
7820
7821         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7822         if (pi) {
7823                 /*
7824                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7825                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7826                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7827                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7828                  * itself.
7829                  */
7830                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7831                 if (newprio == oldprio)
7832                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7833         }
7834
7835         queued = task_on_rq_queued(p);
7836         running = task_current(rq, p);
7837         if (queued)
7838                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7839         if (running)
7840                 put_prev_task(rq, p);
7841
7842         prev_class = p->sched_class;
7843
7844         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7845                 __setscheduler_params(p, attr);
7846                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7847         }
7848         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7849
7850         if (queued) {
7851                 /*
7852                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7853                  * increased (user space view).
7854                  */
7855                 if (oldprio < p->prio)
7856                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7857
7858                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7859         }
7860         if (running)
7861                 set_next_task(rq, p);
7862
7863         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7864
7865         /* Avoid rq from going away on us: */
7866         preempt_disable();
7867         head = splice_balance_callbacks(rq);
7868         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7869
7870         if (pi) {
7871                 if (cpuset_locked)
7872                         cpuset_unlock();
7873                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7874         }
7875
7876         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7877         balance_callbacks(rq, head);
7878         preempt_enable();
7879
7880         return 0;
7881
7882 unlock:
7883         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7884         if (cpuset_locked)
7885                 cpuset_unlock();
7886         return retval;
7887 }
7888
7889 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7890                                const struct sched_param *param, bool check)
7891 {
7892         struct sched_attr attr = {
7893                 .sched_policy   = policy,
7894                 .sched_priority = param->sched_priority,
7895                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7896         };
7897
7898         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7899         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7900                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7901                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7902                 attr.sched_policy = policy;
7903         }
7904
7905         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7906 }
7907 /**
7908  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7909  * @p: the task in question.
7910  * @policy: new policy.
7911  * @param: structure containing the new RT priority.
7912  *
7913  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7914  *
7915  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7916  *
7917  * NOTE that the task may be already dead.
7918  */
7919 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7920                        const struct sched_param *param)
7921 {
7922         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7923 }
7924
7925 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7926 {
7927         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7928 }
7929
7930 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7931 {
7932         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7933 }
7934 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7935
7936 /**
7937  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7938  * @p: the task in question.
7939  * @policy: new policy.
7940  * @param: structure containing the new RT priority.
7941  *
7942  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7943  * current context has permission.  For example, this is needed in
7944  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7945  * but our caller might not have that capability.
7946  *
7947  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7948  */
7949 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7950                                const struct sched_param *param)
7951 {
7952         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7953 }
7954
7955 /*
7956  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7957  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7958  * be doing.
7959  *
7960  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7961  *
7962  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7963  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7964  * and smash them together and still expect them to work.
7965  *
7966  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7967  *
7968  *   MAX_RT_PRIO / 2
7969  *
7970  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7971  * know enough information to make a sensible choice.
7972  */
7973 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7974 {
7975         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7976         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7977 }
7978 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7979
7980 /*
7981  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7982  */
7983 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7984 {
7985         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7986         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7987 }
7988 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7989
7990 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7991 {
7992         struct sched_attr attr = {
7993                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7994                 .sched_nice = nice,
7995         };
7996         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7997 }
7998 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7999
8000 static int
8001 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
8002 {
8003         struct sched_param lparam;
8004
8005         if (!param || pid < 0)
8006                 return -EINVAL;
8007         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
8008                 return -EFAULT;
8009
8010         CLASS(find_get_task, p)(pid);
8011         if (!p)
8012                 return -ESRCH;
8013
8014         return sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
8015 }
8016
8017 /*
8018  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
8019  */
8020 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
8021 {
8022         u32 size;
8023         int ret;
8024
8025         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
8026         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
8027
8028         ret = get_user(size, &uattr->size);
8029         if (ret)
8030                 return ret;
8031
8032         /* ABI compatibility quirk: */
8033         if (!size)
8034                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
8035         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
8036                 goto err_size;
8037
8038         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
8039         if (ret) {
8040                 if (ret == -E2BIG)
8041                         goto err_size;
8042                 return ret;
8043         }
8044
8045         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
8046             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
8047                 return -EINVAL;
8048
8049         /*
8050          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
8051          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
8052          */
8053         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
8054
8055         return 0;
8056
8057 err_size:
8058         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
8059         return -E2BIG;
8060 }
8061
8062 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
8063 {
8064         if (task_has_dl_policy(p))
8065                 __getparam_dl(p, attr);
8066         else if (task_has_rt_policy(p))
8067                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
8068         else
8069                 attr->sched_nice = task_nice(p);
8070 }
8071
8072 /**
8073  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
8074  * @pid: the pid in question.
8075  * @policy: new policy.
8076  * @param: structure containing the new RT priority.
8077  *
8078  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8079  */
8080 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
8081 {
8082         if (policy < 0)
8083                 return -EINVAL;
8084
8085         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
8086 }
8087
8088 /**
8089  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
8090  * @pid: the pid in question.
8091  * @param: structure containing the new RT priority.
8092  *
8093  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8094  */
8095 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
8096 {
8097         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
8098 }
8099
8100 /**
8101  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
8102  * @pid: the pid in question.
8103  * @uattr: structure containing the extended parameters.
8104  * @flags: for future extension.
8105  */
8106 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
8107                                unsigned int, flags)
8108 {
8109         struct sched_attr attr;
8110         int retval;
8111
8112         if (!uattr || pid < 0 || flags)
8113                 return -EINVAL;
8114
8115         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
8116         if (retval)
8117                 return retval;
8118
8119         if ((int)attr.sched_policy < 0)
8120                 return -EINVAL;
8121         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
8122                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
8123
8124         CLASS(find_get_task, p)(pid);
8125         if (!p)
8126                 return -ESRCH;
8127
8128         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
8129                 get_params(p, &attr);
8130
8131         return sched_setattr(p, &attr);
8132 }
8133
8134 /**
8135  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
8136  * @pid: the pid in question.
8137  *
8138  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
8139  * code.
8140  */
8141 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
8142 {
8143         struct task_struct *p;
8144         int retval;
8145
8146         if (pid < 0)
8147                 return -EINVAL;
8148
8149         guard(rcu)();
8150         p = find_process_by_pid(pid);
8151         if (!p)
8152                 return -ESRCH;
8153
8154         retval = security_task_getscheduler(p);
8155         if (!retval) {
8156                 retval = p->policy;
8157                 if (p->sched_reset_on_fork)
8158                         retval |= SCHED_RESET_ON_FORK;
8159         }
8160         return retval;
8161 }
8162
8163 /**
8164  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
8165  * @pid: the pid in question.
8166  * @param: structure containing the RT priority.
8167  *
8168  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
8169  * code.
8170  */
8171 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
8172 {
8173         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
8174         struct task_struct *p;
8175         int retval;
8176
8177         if (!param || pid < 0)
8178                 return -EINVAL;
8179
8180         scoped_guard (rcu) {
8181                 p = find_process_by_pid(pid);
8182                 if (!p)
8183                         return -ESRCH;
8184
8185                 retval = security_task_getscheduler(p);
8186                 if (retval)
8187                         return retval;
8188
8189                 if (task_has_rt_policy(p))
8190                         lp.sched_priority = p->rt_priority;
8191         }
8192
8193         /*
8194          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
8195          */
8196         return copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
8197 }
8198
8199 /*
8200  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
8201  * than what user-space knows about) to user-space.
8202  *
8203  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
8204  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
8205  * have the same size.
8206  */
8207 static int
8208 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
8209                         struct sched_attr *kattr,
8210                         unsigned int usize)
8211 {
8212         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
8213
8214         if (!access_ok(uattr, usize))
8215                 return -EFAULT;
8216
8217         /*
8218          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
8219          *
8220          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
8221          *
8222          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
8223          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
8224          *
8225          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
8226          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
8227          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
8228          * which is set to ksize in this case.
8229          */
8230         kattr->size = min(usize, ksize);
8231
8232         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
8233                 return -EFAULT;
8234
8235         return 0;
8236 }
8237
8238 /**
8239  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
8240  * @pid: the pid in question.
8241  * @uattr: structure containing the extended parameters.
8242  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
8243  * @flags: for future extension.
8244  */
8245 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
8246                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
8247 {
8248         struct sched_attr kattr = { };
8249         struct task_struct *p;
8250         int retval;
8251
8252         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
8253             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
8254                 return -EINVAL;
8255
8256         scoped_guard (rcu) {
8257                 p = find_process_by_pid(pid);
8258                 if (!p)
8259                         return -ESRCH;
8260
8261                 retval = security_task_getscheduler(p);
8262                 if (retval)
8263                         return retval;
8264
8265                 kattr.sched_policy = p->policy;
8266                 if (p->sched_reset_on_fork)
8267                         kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
8268                 get_params(p, &kattr);
8269                 kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
8270
8271 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
8272                 /*
8273                  * This could race with another potential updater, but this is fine
8274                  * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
8275                  * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
8276                  */
8277                 kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
8278                 kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
8279 #endif
8280         }
8281
8282         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
8283 }
8284
8285 #ifdef CONFIG_SMP
8286 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8287 {
8288         /*
8289          * If the task isn't a deadline task or admission control is
8290          * disabled then we don't care about affinity changes.
8291          */
8292         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
8293                 return 0;
8294
8295         /*
8296          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
8297          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
8298          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
8299          * root_domain.
8300          */
8301         guard(rcu)();
8302         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
8303                 return -EBUSY;
8304
8305         return 0;
8306 }
8307 #endif
8308
8309 static int
8310 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
8311 {
8312         int retval;
8313         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
8314
8315         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
8316                 return -ENOMEM;
8317
8318         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
8319                 retval = -ENOMEM;
8320                 goto out_free_cpus_allowed;
8321         }
8322
8323         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8324         cpumask_and(new_mask, ctx->new_mask, cpus_allowed);
8325
8326         ctx->new_mask = new_mask;
8327         ctx->flags |= SCA_CHECK;
8328
8329         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
8330         if (retval)
8331                 goto out_free_new_mask;
8332
8333         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, ctx);
8334         if (retval)
8335                 goto out_free_new_mask;
8336
8337         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8338         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
8339                 /*
8340                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
8341                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
8342                  */
8343                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8344
8345                 /*
8346                  * If SCA_USER is set, a 2nd call to __set_cpus_allowed_ptr()
8347                  * will restore the previous user_cpus_ptr value.
8348                  *
8349                  * In the unlikely event a previous user_cpus_ptr exists,
8350                  * we need to further restrict the mask to what is allowed
8351                  * by that old user_cpus_ptr.
8352                  */
8353                 if (unlikely((ctx->flags & SCA_USER) && ctx->user_mask)) {
8354                         bool empty = !cpumask_and(new_mask, new_mask,
8355                                                   ctx->user_mask);
8356
8357                         if (WARN_ON_ONCE(empty))
8358                                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8359                 }
8360                 __set_cpus_allowed_ptr(p, ctx);
8361                 retval = -EINVAL;
8362         }
8363
8364 out_free_new_mask:
8365         free_cpumask_var(new_mask);
8366 out_free_cpus_allowed:
8367         free_cpumask_var(cpus_allowed);
8368         return retval;
8369 }
8370
8371 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
8372 {
8373         struct affinity_context ac;
8374         struct cpumask *user_mask;
8375         int retval;
8376
8377         CLASS(find_get_task, p)(pid);
8378         if (!p)
8379                 return -ESRCH;
8380
8381         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)
8382                 return -EINVAL;
8383
8384         if (!check_same_owner(p)) {
8385                 guard(rcu)();
8386                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE))
8387                         return -EPERM;
8388         }
8389
8390         retval = security_task_setscheduler(p);
8391         if (retval)
8392                 return retval;
8393
8394         /*
8395          * With non-SMP configs, user_cpus_ptr/user_mask isn't used and
8396          * alloc_user_cpus_ptr() returns NULL.
8397          */
8398         user_mask = alloc_user_cpus_ptr(NUMA_NO_NODE);
8399         if (user_mask) {
8400                 cpumask_copy(user_mask, in_mask);
8401         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_SMP)) {
8402                 return -ENOMEM;
8403         }
8404
8405         ac = (struct affinity_context){
8406                 .new_mask  = in_mask,
8407                 .user_mask = user_mask,
8408                 .flags     = SCA_USER,
8409         };
8410
8411         retval = __sched_setaffinity(p, &ac);
8412         kfree(ac.user_mask);
8413
8414         return retval;
8415 }
8416
8417 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
8418                              struct cpumask *new_mask)
8419 {
8420         if (len < cpumask_size())
8421                 cpumask_clear(new_mask);
8422         else if (len > cpumask_size())
8423                 len = cpumask_size();
8424
8425         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
8426 }
8427
8428 /**
8429  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
8430  * @pid: pid of the process
8431  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8432  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
8433  *
8434  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8435  */
8436 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8437                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8438 {
8439         cpumask_var_t new_mask;
8440         int retval;
8441
8442         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
8443                 return -ENOMEM;
8444
8445         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
8446         if (retval == 0)
8447                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
8448         free_cpumask_var(new_mask);
8449         return retval;
8450 }
8451
8452 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
8453 {
8454         struct task_struct *p;
8455         int retval;
8456
8457         guard(rcu)();
8458         p = find_process_by_pid(pid);
8459         if (!p)
8460                 return -ESRCH;
8461
8462         retval = security_task_getscheduler(p);
8463         if (retval)
8464                 return retval;
8465
8466         guard(raw_spinlock_irqsave)(&p->pi_lock);
8467         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
8468
8469         return 0;
8470 }
8471
8472 /**
8473  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8474  * @pid: pid of the process
8475  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8476  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8477  *
8478  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8479  * error code otherwise.
8480  */
8481 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8482                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8483 {
8484         int ret;
8485         cpumask_var_t mask;
8486
8487         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8488                 return -EINVAL;
8489         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8490                 return -EINVAL;
8491
8492         if (!zalloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8493                 return -ENOMEM;
8494
8495         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8496         if (ret == 0) {
8497                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8498
8499                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, cpumask_bits(mask), retlen))
8500                         ret = -EFAULT;
8501                 else
8502                         ret = retlen;
8503         }
8504         free_cpumask_var(mask);
8505
8506         return ret;
8507 }
8508
8509 static void do_sched_yield(void)
8510 {
8511         struct rq_flags rf;
8512         struct rq *rq;
8513
8514         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8515
8516         schedstat_inc(rq->yld_count);
8517         current->sched_class->yield_task(rq);
8518
8519         preempt_disable();
8520         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8521         sched_preempt_enable_no_resched();
8522
8523         schedule();
8524 }
8525
8526 /**
8527  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8528  *
8529  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8530  * other threads running on this CPU then this function will return.
8531  *
8532  * Return: 0.
8533  */
8534 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8535 {
8536         do_sched_yield();
8537         return 0;
8538 }
8539
8540 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8541 int __sched __cond_resched(void)
8542 {
8543         if (should_resched(0)) {
8544                 preempt_schedule_common();
8545                 return 1;
8546         }
8547         /*
8548          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8549          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8550          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8551          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8552          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8553          * processes executing in kernel context might never report an
8554          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8555          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8556          * is in urgent need of one.
8557          */
8558 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8559         rcu_all_qs();
8560 #endif
8561         return 0;
8562 }
8563 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8564 #endif
8565
8566 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8567 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8568 #define cond_resched_dynamic_enabled    __cond_resched
8569 #define cond_resched_dynamic_disabled   ((void *)&__static_call_return0)
8570 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8571 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8572
8573 #define might_resched_dynamic_enabled   __cond_resched
8574 #define might_resched_dynamic_disabled  ((void *)&__static_call_return0)
8575 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8576 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8577 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8578 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_cond_resched);
8579 int __sched dynamic_cond_resched(void)
8580 {
8581         klp_sched_try_switch();
8582         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_cond_resched))
8583                 return 0;
8584         return __cond_resched();
8585 }
8586 EXPORT_SYMBOL(dynamic_cond_resched);
8587
8588 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_might_resched);
8589 int __sched dynamic_might_resched(void)
8590 {
8591         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_might_resched))
8592                 return 0;
8593         return __cond_resched();
8594 }
8595 EXPORT_SYMBOL(dynamic_might_resched);
8596 #endif
8597 #endif
8598
8599 /*
8600  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8601  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8602  *
8603  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8604  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8605  * spin_unlock(), once by hand).
8606  */
8607 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8608 {
8609         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8610         int ret = 0;
8611
8612         lockdep_assert_held(lock);
8613
8614         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8615                 spin_unlock(lock);
8616                 if (!_cond_resched())
8617                         cpu_relax();
8618                 ret = 1;
8619                 spin_lock(lock);
8620         }
8621         return ret;
8622 }
8623 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8624
8625 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8626 {
8627         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8628         int ret = 0;
8629
8630         lockdep_assert_held_read(lock);
8631
8632         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8633                 read_unlock(lock);
8634                 if (!_cond_resched())
8635                         cpu_relax();
8636                 ret = 1;
8637                 read_lock(lock);
8638         }
8639         return ret;
8640 }
8641 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8642
8643 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8644 {
8645         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8646         int ret = 0;
8647
8648         lockdep_assert_held_write(lock);
8649
8650         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8651                 write_unlock(lock);
8652                 if (!_cond_resched())
8653                         cpu_relax();
8654                 ret = 1;
8655                 write_lock(lock);
8656         }
8657         return ret;
8658 }
8659 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8660
8661 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8662
8663 #ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
8664 #include <linux/entry-common.h>
8665 #endif
8666
8667 /*
8668  * SC:cond_resched
8669  * SC:might_resched
8670  * SC:preempt_schedule
8671  * SC:preempt_schedule_notrace
8672  * SC:irqentry_exit_cond_resched
8673  *
8674  *
8675  * NONE:
8676  *   cond_resched               <- __cond_resched
8677  *   might_resched              <- RET0
8678  *   preempt_schedule           <- NOP
8679  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8680  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8681  *
8682  * VOLUNTARY:
8683  *   cond_resched               <- __cond_resched
8684  *   might_resched              <- __cond_resched
8685  *   preempt_schedule           <- NOP
8686  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8687  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8688  *
8689  * FULL:
8690  *   cond_resched               <- RET0
8691  *   might_resched              <- RET0
8692  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
8693  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
8694  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
8695  */
8696
8697 enum {
8698         preempt_dynamic_undefined = -1,
8699         preempt_dynamic_none,
8700         preempt_dynamic_voluntary,
8701         preempt_dynamic_full,
8702 };
8703
8704 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_undefined;
8705
8706 int sched_dynamic_mode(const char *str)
8707 {
8708         if (!strcmp(str, "none"))
8709                 return preempt_dynamic_none;
8710
8711         if (!strcmp(str, "voluntary"))
8712                 return preempt_dynamic_voluntary;
8713
8714         if (!strcmp(str, "full"))
8715                 return preempt_dynamic_full;
8716
8717         return -EINVAL;
8718 }
8719
8720 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8721 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_call_update(f, f##_dynamic_enabled)
8722 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_call_update(f, f##_dynamic_disabled)
8723 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8724 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_key_enable(&sk_dynamic_##f.key)
8725 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_key_disable(&sk_dynamic_##f.key)
8726 #else
8727 #error "Unsupported PREEMPT_DYNAMIC mechanism"
8728 #endif
8729
8730 static DEFINE_MUTEX(sched_dynamic_mutex);
8731 static bool klp_override;
8732
8733 static void __sched_dynamic_update(int mode)
8734 {
8735         /*
8736          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
8737          * the ZERO state, which is invalid.
8738          */
8739         if (!klp_override)
8740                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8741         preempt_dynamic_enable(might_resched);
8742         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8743         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8744         preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8745
8746         switch (mode) {
8747         case preempt_dynamic_none:
8748                 if (!klp_override)
8749                         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8750                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8751                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8752                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8753                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8754                 if (mode != preempt_dynamic_mode)
8755                         pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
8756                 break;
8757
8758         case preempt_dynamic_voluntary:
8759                 if (!klp_override)
8760                         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8761                 preempt_dynamic_enable(might_resched);
8762                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8763                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8764                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8765                 if (mode != preempt_dynamic_mode)
8766                         pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
8767                 break;
8768
8769         case preempt_dynamic_full:
8770                 if (!klp_override)
8771                         preempt_dynamic_disable(cond_resched);
8772                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8773                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8774                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8775                 preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8776                 if (mode != preempt_dynamic_mode)
8777                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8778                 break;
8779         }
8780
8781         preempt_dynamic_mode = mode;
8782 }
8783
8784 void sched_dynamic_update(int mode)
8785 {
8786         mutex_lock(&sched_dynamic_mutex);
8787         __sched_dynamic_update(mode);
8788         mutex_unlock(&sched_dynamic_mutex);
8789 }
8790
8791 #ifdef CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL
8792
8793 static int klp_cond_resched(void)
8794 {
8795         __klp_sched_try_switch();
8796         return __cond_resched();
8797 }
8798
8799 void sched_dynamic_klp_enable(void)
8800 {
8801         mutex_lock(&sched_dynamic_mutex);
8802
8803         klp_override = true;
8804         static_call_update(cond_resched, klp_cond_resched);
8805
8806         mutex_unlock(&sched_dynamic_mutex);
8807 }
8808
8809 void sched_dynamic_klp_disable(void)
8810 {
8811         mutex_lock(&sched_dynamic_mutex);
8812
8813         klp_override = false;
8814         __sched_dynamic_update(preempt_dynamic_mode);
8815
8816         mutex_unlock(&sched_dynamic_mutex);
8817 }
8818
8819 #endif /* CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL */
8820
8821 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
8822 {
8823         int mode = sched_dynamic_mode(str);
8824         if (mode < 0) {
8825                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
8826                 return 0;
8827         }
8828
8829         sched_dynamic_update(mode);
8830         return 1;
8831 }
8832 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
8833
8834 static void __init preempt_dynamic_init(void)
8835 {
8836         if (preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined) {
8837                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_NONE)) {
8838                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_none);
8839                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY)) {
8840                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_voluntary);
8841                 } else {
8842                         /* Default static call setting, nothing to do */
8843                         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT));
8844                         preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
8845                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8846                 }
8847         }
8848 }
8849
8850 #define PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(mode) \
8851         bool preempt_model_##mode(void)                                          \
8852         {                                                                        \
8853                 WARN_ON_ONCE(preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined); \
8854                 return preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_##mode;           \
8855         }                                                                        \
8856         EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_model_##mode)
8857
8858 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(none);
8859 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(voluntary);
8860 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(full);
8861
8862 #else /* !CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8863
8864 static inline void preempt_dynamic_init(void) { }
8865
8866 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8867
8868 /**
8869  * yield - yield the current processor to other threads.
8870  *
8871  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8872  *
8873  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8874  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8875  * it, it's already broken.
8876  *
8877  * Typical broken usage is:
8878  *
8879  * while (!event)
8880  *      yield();
8881  *
8882  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8883  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8884  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8885  *
8886  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8887  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8888  * If you still want to use yield(), do not!
8889  */
8890 void __sched yield(void)
8891 {
8892         set_current_state(TASK_RUNNING);
8893         do_sched_yield();
8894 }
8895 EXPORT_SYMBOL(yield);
8896
8897 /**
8898  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8899  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8900  * processor it's on.
8901  * @p: target task
8902  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8903  *
8904  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8905  * can't go away on us before we can do any checks.
8906  *
8907  * Return:
8908  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8909  *      false (0) if we failed to boost the target.
8910  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8911  */
8912 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8913 {
8914         struct task_struct *curr = current;
8915         struct rq *rq, *p_rq;
8916         int yielded = 0;
8917
8918         scoped_guard (irqsave) {
8919                 rq = this_rq();
8920
8921 again:
8922                 p_rq = task_rq(p);
8923                 /*
8924                  * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8925                  * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8926                  */
8927                 if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1)
8928                         return -ESRCH;
8929
8930                 guard(double_rq_lock)(rq, p_rq);
8931                 if (task_rq(p) != p_rq)
8932                         goto again;
8933
8934                 if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8935                         return 0;
8936
8937                 if (curr->sched_class != p->sched_class)
8938                         return 0;
8939
8940                 if (task_on_cpu(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8941                         return 0;
8942
8943                 yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8944                 if (yielded) {
8945                         schedstat_inc(rq->yld_count);
8946                         /*
8947                          * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity
8948                          * takes care of fairness.
8949                          */
8950                         if (preempt && rq != p_rq)
8951                                 resched_curr(p_rq);
8952                 }
8953         }
8954
8955         if (yielded)
8956                 schedule();
8957
8958         return yielded;
8959 }
8960 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8961
8962 int io_schedule_prepare(void)
8963 {
8964         int old_iowait = current->in_iowait;
8965
8966         current->in_iowait = 1;
8967         blk_flush_plug(current->plug, true);
8968         return old_iowait;
8969 }
8970
8971 void io_schedule_finish(int token)
8972 {
8973         current->in_iowait = token;
8974 }
8975
8976 /*
8977  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8978  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8979  */
8980 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8981 {
8982         int token;
8983         long ret;
8984
8985         token = io_schedule_prepare();
8986         ret = schedule_timeout(timeout);
8987         io_schedule_finish(token);
8988
8989         return ret;
8990 }
8991 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8992
8993 void __sched io_schedule(void)
8994 {
8995         int token;
8996
8997         token = io_schedule_prepare();
8998         schedule();
8999         io_schedule_finish(token);
9000 }
9001 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
9002
9003 /**
9004  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
9005  * @policy: scheduling class.
9006  *
9007  * Return: On success, this syscall returns the maximum
9008  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
9009  * On failure, a negative error code is returned.
9010  */
9011 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
9012 {
9013         int ret = -EINVAL;
9014
9015         switch (policy) {
9016         case SCHED_FIFO:
9017         case SCHED_RR:
9018                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
9019                 break;
9020         case SCHED_DEADLINE:
9021         case SCHED_NORMAL:
9022         case SCHED_BATCH:
9023         case SCHED_IDLE:
9024                 ret = 0;
9025                 break;
9026         }
9027         return ret;
9028 }
9029
9030 /**
9031  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
9032  * @policy: scheduling class.
9033  *
9034  * Return: On success, this syscall returns the minimum
9035  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
9036  * On failure, a negative error code is returned.
9037  */
9038 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
9039 {
9040         int ret = -EINVAL;
9041
9042         switch (policy) {
9043         case SCHED_FIFO:
9044         case SCHED_RR:
9045                 ret = 1;
9046                 break;
9047         case SCHED_DEADLINE:
9048         case SCHED_NORMAL:
9049         case SCHED_BATCH:
9050         case SCHED_IDLE:
9051                 ret = 0;
9052         }
9053         return ret;
9054 }
9055
9056 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
9057 {
9058         unsigned int time_slice = 0;
9059         int retval;
9060
9061         if (pid < 0)
9062                 return -EINVAL;
9063
9064         scoped_guard (rcu) {
9065                 struct task_struct *p = find_process_by_pid(pid);
9066                 if (!p)
9067                         return -ESRCH;
9068
9069                 retval = security_task_getscheduler(p);
9070                 if (retval)
9071                         return retval;
9072
9073                 scoped_guard (task_rq_lock, p) {
9074                         struct rq *rq = scope.rq;
9075                         if (p->sched_class->get_rr_interval)
9076                                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
9077                 }
9078         }
9079
9080         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
9081         return 0;
9082 }
9083
9084 /**
9085  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
9086  * @pid: pid of the process.
9087  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
9088  *
9089  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
9090  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
9091  *
9092  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
9093  * an error code.
9094  */
9095 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
9096                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
9097 {
9098         struct timespec64 t;
9099         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
9100
9101         if (retval == 0)
9102                 retval = put_timespec64(&t, interval);
9103
9104         return retval;
9105 }
9106
9107 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
9108 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
9109                 struct old_timespec32 __user *, interval)
9110 {
9111         struct timespec64 t;
9112         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
9113
9114         if (retval == 0)
9115                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
9116         return retval;
9117 }
9118 #endif
9119
9120 void sched_show_task(struct task_struct *p)
9121 {
9122         unsigned long free = 0;
9123         int ppid;
9124
9125         if (!try_get_task_stack(p))
9126                 return;
9127
9128         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
9129
9130         if (task_is_running(p))
9131                 pr_cont("  running task    ");
9132 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
9133         free = stack_not_used(p);
9134 #endif
9135         ppid = 0;
9136         rcu_read_lock();
9137         if (pid_alive(p))
9138                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
9139         rcu_read_unlock();
9140         pr_cont(" stack:%-5lu pid:%-5d tgid:%-5d ppid:%-6d flags:0x%08lx\n",
9141                 free, task_pid_nr(p), task_tgid_nr(p),
9142                 ppid, read_task_thread_flags(p));
9143
9144         print_worker_info(KERN_INFO, p);
9145         print_stop_info(KERN_INFO, p);
9146         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
9147         put_task_stack(p);
9148 }
9149 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
9150
9151 static inline bool
9152 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
9153 {
9154         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
9155
9156         /* no filter, everything matches */
9157         if (!state_filter)
9158                 return true;
9159
9160         /* filter, but doesn't match */
9161         if (!(state & state_filter))
9162                 return false;
9163
9164         /*
9165          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
9166          * TASK_KILLABLE).
9167          */
9168         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && (state & TASK_NOLOAD))
9169                 return false;
9170
9171         return true;
9172 }
9173
9174
9175 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
9176 {
9177         struct task_struct *g, *p;
9178
9179         rcu_read_lock();
9180         for_each_process_thread(g, p) {
9181                 /*
9182                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
9183                  * console might take a lot of time:
9184                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
9185                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
9186                  * an IPI.
9187                  */
9188                 touch_nmi_watchdog();
9189                 touch_all_softlockup_watchdogs();
9190                 if (state_filter_match(state_filter, p))
9191                         sched_show_task(p);
9192         }
9193
9194 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9195         if (!state_filter)
9196                 sysrq_sched_debug_show();
9197 #endif
9198         rcu_read_unlock();
9199         /*
9200          * Only show locks if all tasks are dumped:
9201          */
9202         if (!state_filter)
9203                 debug_show_all_locks();
9204 }
9205
9206 /**
9207  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
9208  * @idle: task in question
9209  * @cpu: CPU the idle task belongs to
9210  *
9211  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
9212  * flag, to make booting more robust.
9213  */
9214 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
9215 {
9216 #ifdef CONFIG_SMP
9217         struct affinity_context ac = (struct affinity_context) {
9218                 .new_mask  = cpumask_of(cpu),
9219                 .flags     = 0,
9220         };
9221 #endif
9222         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9223         unsigned long flags;
9224
9225         __sched_fork(0, idle);
9226
9227         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
9228         raw_spin_rq_lock(rq);
9229
9230         idle->__state = TASK_RUNNING;
9231         idle->se.exec_start = sched_clock();
9232         /*
9233          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
9234          * look like a proper per-CPU kthread.
9235          */
9236         idle->flags |= PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
9237         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
9238
9239 #ifdef CONFIG_SMP
9240         /*
9241          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
9242          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
9243          *
9244          * And since this is boot we can forgo the serialization.
9245          */
9246         set_cpus_allowed_common(idle, &ac);
9247 #endif
9248         /*
9249          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
9250          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
9251          * lockdep check in task_group() will fail.
9252          *
9253          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
9254          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
9255          *
9256          * Silence PROVE_RCU
9257          */
9258         rcu_read_lock();
9259         __set_task_cpu(idle, cpu);
9260         rcu_read_unlock();
9261
9262         rq->idle = idle;
9263         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
9264         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
9265 #ifdef CONFIG_SMP
9266         idle->on_cpu = 1;
9267 #endif
9268         raw_spin_rq_unlock(rq);
9269         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
9270
9271         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
9272         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
9273
9274         /*
9275          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
9276          */
9277         idle->sched_class = &idle_sched_class;
9278         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
9279         vtime_init_idle(idle, cpu);
9280 #ifdef CONFIG_SMP
9281         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
9282 #endif
9283 }
9284
9285 #ifdef CONFIG_SMP
9286
9287 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
9288                               const struct cpumask *trial)
9289 {
9290         int ret = 1;
9291
9292         if (cpumask_empty(cur))
9293                 return ret;
9294
9295         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
9296
9297         return ret;
9298 }
9299
9300 int task_can_attach(struct task_struct *p)
9301 {
9302         int ret = 0;
9303
9304         /*
9305          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
9306          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
9307          * affinity and isolating such threads by their set of
9308          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
9309          * applicable for such threads.  This prevents checking for
9310          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
9311          * before cpus_mask may be changed.
9312          */
9313         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)
9314                 ret = -EINVAL;
9315
9316         return ret;
9317 }
9318
9319 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
9320
9321 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9322 /* Migrate current task p to target_cpu */
9323 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
9324 {
9325         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
9326         int curr_cpu = task_cpu(p);
9327
9328         if (curr_cpu == target_cpu)
9329                 return 0;
9330
9331         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
9332                 return -EINVAL;
9333
9334         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
9335
9336         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
9337         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
9338 }
9339
9340 /*
9341  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
9342  * tasks on the runqueues
9343  */
9344 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
9345 {
9346         bool queued, running;
9347         struct rq_flags rf;
9348         struct rq *rq;
9349
9350         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9351         queued = task_on_rq_queued(p);
9352         running = task_current(rq, p);
9353
9354         if (queued)
9355                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
9356         if (running)
9357                 put_prev_task(rq, p);
9358
9359         p->numa_preferred_nid = nid;
9360
9361         if (queued)
9362                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
9363         if (running)
9364                 set_next_task(rq, p);
9365         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9366 }
9367 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9368
9369 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9370 /*
9371  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
9372  * offline.
9373  */
9374 void idle_task_exit(void)
9375 {
9376         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
9377
9378         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
9379         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
9380
9381         if (mm != &init_mm) {
9382                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
9383                 finish_arch_post_lock_switch();
9384         }
9385
9386         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
9387 }
9388
9389 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
9390 {
9391         struct task_struct *p = arg;
9392         struct rq *rq = this_rq();
9393         struct rq_flags rf;
9394         int cpu;
9395
9396         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
9397         rq_lock(rq, &rf);
9398
9399         update_rq_clock(rq);
9400
9401         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
9402                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
9403                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
9404         }
9405
9406         rq_unlock(rq, &rf);
9407         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
9408
9409         put_task_struct(p);
9410
9411         return 0;
9412 }
9413
9414 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
9415
9416 /*
9417  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
9418  *
9419  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
9420  * effective when the hotplug motion is down.
9421  */
9422 static void balance_push(struct rq *rq)
9423 {
9424         struct task_struct *push_task = rq->curr;
9425
9426         lockdep_assert_rq_held(rq);
9427
9428         /*
9429          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
9430          */
9431         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9432
9433         /*
9434          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
9435          * CPU.
9436          */
9437         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
9438                 return;
9439
9440         /*
9441          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
9442          * required to complete the hotplug process.
9443          */
9444         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
9445             is_migration_disabled(push_task)) {
9446
9447                 /*
9448                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
9449                  * up the hotplug control thread which might wait for the
9450                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
9451                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
9452                  * and can't obviously be running in parallel.
9453                  *
9454                  * On RT kernels this also has to check whether there are
9455                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
9456                  * need to leave the migrate disabled section first.
9457                  */
9458                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
9459                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
9460                         raw_spin_rq_unlock(rq);
9461                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
9462                         raw_spin_rq_lock(rq);
9463                 }
9464                 return;
9465         }
9466
9467         get_task_struct(push_task);
9468         /*
9469          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
9470          * Both preemption and IRQs are still disabled.
9471          */
9472         preempt_disable();
9473         raw_spin_rq_unlock(rq);
9474         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
9475                             this_cpu_ptr(&push_work));
9476         preempt_enable();
9477         /*
9478          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
9479          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
9480          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
9481          */
9482         raw_spin_rq_lock(rq);
9483 }
9484
9485 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
9486 {
9487         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9488         struct rq_flags rf;
9489
9490         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9491         if (on) {
9492                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
9493                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9494         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
9495                 rq->balance_callback = NULL;
9496         }
9497         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9498 }
9499
9500 /*
9501  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
9502  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
9503  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
9504  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
9505  */
9506 static void balance_hotplug_wait(void)
9507 {
9508         struct rq *rq = this_rq();
9509
9510         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
9511                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
9512                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
9513 }
9514
9515 #else
9516
9517 static inline void balance_push(struct rq *rq)
9518 {
9519 }
9520
9521 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
9522 {
9523 }
9524
9525 static inline void balance_hotplug_wait(void)
9526 {
9527 }
9528
9529 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
9530
9531 void set_rq_online(struct rq *rq)
9532 {
9533         if (!rq->online) {
9534                 const struct sched_class *class;
9535
9536                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9537                 rq->online = 1;
9538
9539                 for_each_class(class) {
9540                         if (class->rq_online)
9541                                 class->rq_online(rq);
9542                 }
9543         }
9544 }
9545
9546 void set_rq_offline(struct rq *rq)
9547 {
9548         if (rq->online) {
9549                 const struct sched_class *class;
9550
9551                 update_rq_clock(rq);
9552                 for_each_class(class) {
9553                         if (class->rq_offline)
9554                                 class->rq_offline(rq);
9555                 }
9556
9557                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9558                 rq->online = 0;
9559         }
9560 }
9561
9562 /*
9563  * used to mark begin/end of suspend/resume:
9564  */
9565 static int num_cpus_frozen;
9566
9567 /*
9568  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
9569  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
9570  * around partition_sched_domains().
9571  *
9572  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
9573  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
9574  */
9575 static void cpuset_cpu_active(void)
9576 {
9577         if (cpuhp_tasks_frozen) {
9578                 /*
9579                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
9580                  * resume sequence. As long as this is not the last online
9581                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
9582                  * domain, ignoring cpusets.
9583                  */
9584                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9585                 if (--num_cpus_frozen)
9586                         return;
9587                 /*
9588                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
9589                  * restore the original sched domains by considering the
9590                  * cpuset configurations.
9591                  */
9592                 cpuset_force_rebuild();
9593         }
9594         cpuset_update_active_cpus();
9595 }
9596
9597 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
9598 {
9599         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
9600                 int ret = dl_bw_check_overflow(cpu);
9601
9602                 if (ret)
9603                         return ret;
9604                 cpuset_update_active_cpus();
9605         } else {
9606                 num_cpus_frozen++;
9607                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9608         }
9609         return 0;
9610 }
9611
9612 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
9613 {
9614         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9615         struct rq_flags rf;
9616
9617         /*
9618          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
9619          * regular tasks.
9620          */
9621         balance_push_set(cpu, false);
9622
9623 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9624         /*
9625          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
9626          */
9627         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9628                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
9629 #endif
9630         set_cpu_active(cpu, true);
9631
9632         if (sched_smp_initialized) {
9633                 sched_update_numa(cpu, true);
9634                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
9635                 cpuset_cpu_active();
9636         }
9637
9638         /*
9639          * Put the rq online, if not already. This happens:
9640          *
9641          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
9642          *    after all CPUs have been brought up.
9643          *
9644          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
9645          *    domains.
9646          */
9647         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9648         if (rq->rd) {
9649                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9650                 set_rq_online(rq);
9651         }
9652         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9653
9654         return 0;
9655 }
9656
9657 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
9658 {
9659         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9660         struct rq_flags rf;
9661         int ret;
9662
9663         /*
9664          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
9665          * load balancing when not active
9666          */
9667         nohz_balance_exit_idle(rq);
9668
9669         set_cpu_active(cpu, false);
9670
9671         /*
9672          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9673          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9674          * push those tasks away until this gets cleared, see
9675          * sched_cpu_dying().
9676          */
9677         balance_push_set(cpu, true);
9678
9679         /*
9680          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9681          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9682          * all new such users will observe it.
9683          *
9684          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9685          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9686          *
9687          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9688          */
9689         synchronize_rcu();
9690
9691         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9692         if (rq->rd) {
9693                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9694                 set_rq_offline(rq);
9695         }
9696         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9697
9698 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9699         /*
9700          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9701          */
9702         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9703                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9704
9705         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9706 #endif
9707
9708         if (!sched_smp_initialized)
9709                 return 0;
9710
9711         sched_update_numa(cpu, false);
9712         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9713         if (ret) {
9714                 balance_push_set(cpu, false);
9715                 set_cpu_active(cpu, true);
9716                 sched_update_numa(cpu, true);
9717                 return ret;
9718         }
9719         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9720         return 0;
9721 }
9722
9723 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9724 {
9725         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9726
9727         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9728         update_max_interval();
9729 }
9730
9731 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9732 {
9733         sched_core_cpu_starting(cpu);
9734         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9735         sched_tick_start(cpu);
9736         return 0;
9737 }
9738
9739 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9740
9741 /*
9742  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9743  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9744  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9745  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9746  * any of those which might be on the way out are gone.
9747  *
9748  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9749  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9750  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9751  */
9752 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9753 {
9754         balance_hotplug_wait();
9755         return 0;
9756 }
9757
9758 /*
9759  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9760  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9761  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9762  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9763  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9764  *
9765  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9766  */
9767 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9768 {
9769         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9770
9771         if (delta)
9772                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9773 }
9774
9775 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9776 {
9777         struct task_struct *g, *p;
9778         int cpu = cpu_of(rq);
9779
9780         lockdep_assert_rq_held(rq);
9781
9782         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9783         for_each_process_thread(g, p) {
9784                 if (task_cpu(p) != cpu)
9785                         continue;
9786
9787                 if (!task_on_rq_queued(p))
9788                         continue;
9789
9790                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9791         }
9792 }
9793
9794 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9795 {
9796         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9797         struct rq_flags rf;
9798
9799         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9800         sched_tick_stop(cpu);
9801
9802         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9803         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9804                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9805                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9806         }
9807         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9808
9809         calc_load_migrate(rq);
9810         update_max_interval();
9811         hrtick_clear(rq);
9812         sched_core_cpu_dying(cpu);
9813         return 0;
9814 }
9815 #endif
9816
9817 void __init sched_init_smp(void)
9818 {
9819         sched_init_numa(NUMA_NO_NODE);
9820
9821         /*
9822          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9823          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9824          * happen.
9825          */
9826         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9827         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9828         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9829
9830         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9831         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN)) < 0)
9832                 BUG();
9833         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9834         sched_init_granularity();
9835
9836         init_sched_rt_class();
9837         init_sched_dl_class();
9838
9839         sched_smp_initialized = true;
9840 }
9841
9842 static int __init migration_init(void)
9843 {
9844         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9845         return 0;
9846 }
9847 early_initcall(migration_init);
9848
9849 #else
9850 void __init sched_init_smp(void)
9851 {
9852         sched_init_granularity();
9853 }
9854 #endif /* CONFIG_SMP */
9855
9856 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9857 {
9858         return in_lock_functions(addr) ||
9859                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9860                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9861 }
9862
9863 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9864 /*
9865  * Default task group.
9866  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9867  */
9868 struct task_group root_task_group;
9869 LIST_HEAD(task_groups);
9870
9871 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9872 static struct kmem_cache *task_group_cache __ro_after_init;
9873 #endif
9874
9875 void __init sched_init(void)
9876 {
9877         unsigned long ptr = 0;
9878         int i;
9879
9880         /* Make sure the linker didn't screw up */
9881         BUG_ON(&idle_sched_class != &fair_sched_class + 1 ||
9882                &fair_sched_class != &rt_sched_class + 1 ||
9883                &rt_sched_class   != &dl_sched_class + 1);
9884 #ifdef CONFIG_SMP
9885         BUG_ON(&dl_sched_class != &stop_sched_class + 1);
9886 #endif
9887
9888         wait_bit_init();
9889
9890 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9891         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9892 #endif
9893 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9894         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9895 #endif
9896         if (ptr) {
9897                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9898
9899 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9900                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9901                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9902
9903                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9904                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9905
9906                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9907                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth, NULL);
9908 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9909 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9910                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9911                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9912
9913                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9914                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9915
9916 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9917         }
9918
9919         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9920
9921 #ifdef CONFIG_SMP
9922         init_defrootdomain();
9923 #endif
9924
9925 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9926         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9927                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9928 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9929
9930 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9931         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9932
9933         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9934         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9935         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9936         autogroup_init(&init_task);
9937 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9938
9939         for_each_possible_cpu(i) {
9940                 struct rq *rq;
9941
9942                 rq = cpu_rq(i);
9943                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9944                 rq->nr_running = 0;
9945                 rq->calc_load_active = 0;
9946                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9947                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9948                 init_rt_rq(&rq->rt);
9949                 init_dl_rq(&rq->dl);
9950 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9951                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9952                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9953                 /*
9954                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9955                  *
9956                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9957                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9958                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9959                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9960                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9961                  * (se->load.weight).
9962                  *
9963                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9964                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9965                  * then A0's share of the CPU resource is:
9966                  *
9967                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9968                  *
9969                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9970                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9971                  */
9972                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9973 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9974
9975                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9976 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9977                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9978 #endif
9979 #ifdef CONFIG_SMP
9980                 rq->sd = NULL;
9981                 rq->rd = NULL;
9982                 rq->cpu_capacity = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9983                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9984                 rq->active_balance = 0;
9985                 rq->next_balance = jiffies;
9986                 rq->push_cpu = 0;
9987                 rq->cpu = i;
9988                 rq->online = 0;
9989                 rq->idle_stamp = 0;
9990                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9991                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9992
9993                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9994
9995                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9996 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9997                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9998                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9999
10000                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
10001 #endif
10002 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
10003                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
10004 #endif
10005 #endif /* CONFIG_SMP */
10006                 hrtick_rq_init(rq);
10007                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
10008
10009 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
10010                 rq->core = rq;
10011                 rq->core_pick = NULL;
10012                 rq->core_enabled = 0;
10013                 rq->core_tree = RB_ROOT;
10014                 rq->core_forceidle_count = 0;
10015                 rq->core_forceidle_occupation = 0;
10016                 rq->core_forceidle_start = 0;
10017
10018                 rq->core_cookie = 0UL;
10019 #endif
10020                 zalloc_cpumask_var_node(&rq->scratch_mask, GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10021         }
10022
10023         set_load_weight(&init_task, false);
10024
10025         /*
10026          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
10027          */
10028         mmgrab_lazy_tlb(&init_mm);
10029         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
10030
10031         /*
10032          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
10033          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
10034          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
10035          * kthreads.
10036          */
10037         WARN_ON(!set_kthread_struct(current));
10038
10039         /*
10040          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
10041          * called from this thread, however somewhere below it might be,
10042          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
10043          * when this runqueue becomes "idle".
10044          */
10045         init_idle(current, smp_processor_id());
10046
10047         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
10048
10049 #ifdef CONFIG_SMP
10050         idle_thread_set_boot_cpu();
10051         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
10052 #endif
10053         init_sched_fair_class();
10054
10055         psi_init();
10056
10057         init_uclamp();
10058
10059         preempt_dynamic_init();
10060
10061         scheduler_running = 1;
10062 }
10063
10064 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
10065
10066 void __might_sleep(const char *file, int line)
10067 {
10068         unsigned int state = get_current_state();
10069         /*
10070          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
10071          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
10072          * otherwise we will destroy state.
10073          */
10074         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
10075                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
10076                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
10077                         (void *)current->task_state_change,
10078                         (void *)current->task_state_change);
10079
10080         __might_resched(file, line, 0);
10081 }
10082 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
10083
10084 static void print_preempt_disable_ip(int preempt_offset, unsigned long ip)
10085 {
10086         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT))
10087                 return;
10088
10089         if (preempt_count() == preempt_offset)
10090                 return;
10091
10092         pr_err("Preemption disabled at:");
10093         print_ip_sym(KERN_ERR, ip);
10094 }
10095
10096 static inline bool resched_offsets_ok(unsigned int offsets)
10097 {
10098         unsigned int nested = preempt_count();
10099
10100         nested += rcu_preempt_depth() << MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT;
10101
10102         return nested == offsets;
10103 }
10104
10105 void __might_resched(const char *file, int line, unsigned int offsets)
10106 {
10107         /* Ratelimiting timestamp: */
10108         static unsigned long prev_jiffy;
10109
10110         unsigned long preempt_disable_ip;
10111
10112         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
10113         rcu_sleep_check();
10114
10115         if ((resched_offsets_ok(offsets) && !irqs_disabled() &&
10116              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
10117             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
10118             oops_in_progress)
10119                 return;
10120
10121         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10122                 return;
10123         prev_jiffy = jiffies;
10124
10125         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
10126         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
10127
10128         pr_err("BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
10129                file, line);
10130         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
10131                in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
10132                current->pid, current->comm);
10133         pr_err("preempt_count: %x, expected: %x\n", preempt_count(),
10134                offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK);
10135
10136         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) {
10137                 pr_err("RCU nest depth: %d, expected: %u\n",
10138                        rcu_preempt_depth(), offsets >> MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT);
10139         }
10140
10141         if (task_stack_end_corrupted(current))
10142                 pr_emerg("Thread overran stack, or stack corrupted\n");
10143
10144         debug_show_held_locks(current);
10145         if (irqs_disabled())
10146                 print_irqtrace_events(current);
10147
10148         print_preempt_disable_ip(offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK,
10149                                  preempt_disable_ip);
10150
10151         dump_stack();
10152         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10153 }
10154 EXPORT_SYMBOL(__might_resched);
10155
10156 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
10157 {
10158         static unsigned long prev_jiffy;
10159
10160         if (irqs_disabled())
10161                 return;
10162
10163         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
10164                 return;
10165
10166         if (preempt_count() > preempt_offset)
10167                 return;
10168
10169         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10170                 return;
10171         prev_jiffy = jiffies;
10172
10173         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
10174         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
10175                         in_atomic(), irqs_disabled(),
10176                         current->pid, current->comm);
10177
10178         debug_show_held_locks(current);
10179         dump_stack();
10180         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10181 }
10182 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
10183
10184 #ifdef CONFIG_SMP
10185 void __cant_migrate(const char *file, int line)
10186 {
10187         static unsigned long prev_jiffy;
10188
10189         if (irqs_disabled())
10190                 return;
10191
10192         if (is_migration_disabled(current))
10193                 return;
10194
10195         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
10196                 return;
10197
10198         if (preempt_count() > 0)
10199                 return;
10200
10201         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10202                 return;
10203         prev_jiffy = jiffies;
10204
10205         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
10206         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
10207                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
10208                current->pid, current->comm);
10209
10210         debug_show_held_locks(current);
10211         dump_stack();
10212         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10213 }
10214 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
10215 #endif
10216 #endif
10217
10218 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
10219 void normalize_rt_tasks(void)
10220 {
10221         struct task_struct *g, *p;
10222         struct sched_attr attr = {
10223                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
10224         };
10225
10226         read_lock(&tasklist_lock);
10227         for_each_process_thread(g, p) {
10228                 /*
10229                  * Only normalize user tasks:
10230                  */
10231                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
10232                         continue;
10233
10234                 p->se.exec_start = 0;
10235                 schedstat_set(p->stats.wait_start,  0);
10236                 schedstat_set(p->stats.sleep_start, 0);
10237                 schedstat_set(p->stats.block_start, 0);
10238
10239                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
10240                         /*
10241                          * Renice negative nice level userspace
10242                          * tasks back to 0:
10243                          */
10244                         if (task_nice(p) < 0)
10245                                 set_user_nice(p, 0);
10246                         continue;
10247                 }
10248
10249                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
10250         }
10251         read_unlock(&tasklist_lock);
10252 }
10253
10254 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
10255
10256 #if defined(CONFIG_KGDB_KDB)
10257 /*
10258  * These functions are only useful for kdb.
10259  *
10260  * They can only be called when the whole system has been
10261  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
10262  * activity can take place. Using them for anything else would
10263  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
10264  * under any other configuration.
10265  */
10266
10267 /**
10268  * curr_task - return the current task for a given CPU.
10269  * @cpu: the processor in question.
10270  *
10271  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10272  *
10273  * Return: The current task for @cpu.
10274  */
10275 struct task_struct *curr_task(int cpu)
10276 {
10277         return cpu_curr(cpu);
10278 }
10279
10280 #endif /* defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
10281
10282 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
10283 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
10284 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
10285
10286 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
10287                                             struct task_group *parent)
10288 {
10289 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10290         enum uclamp_id clamp_id;
10291
10292         for_each_clamp_id(clamp_id) {
10293                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
10294                               uclamp_none(clamp_id), false);
10295                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
10296         }
10297 #endif
10298 }
10299
10300 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
10301 {
10302         free_fair_sched_group(tg);
10303         free_rt_sched_group(tg);
10304         autogroup_free(tg);
10305         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
10306 }
10307
10308 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rcu)
10309 {
10310         sched_free_group(container_of(rcu, struct task_group, rcu));
10311 }
10312
10313 static void sched_unregister_group(struct task_group *tg)
10314 {
10315         unregister_fair_sched_group(tg);
10316         unregister_rt_sched_group(tg);
10317         /*
10318          * We have to wait for yet another RCU grace period to expire, as
10319          * print_cfs_stats() might run concurrently.
10320          */
10321         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
10322 }
10323
10324 /* allocate runqueue etc for a new task group */
10325 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
10326 {
10327         struct task_group *tg;
10328
10329         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
10330         if (!tg)
10331                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10332
10333         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
10334                 goto err;
10335
10336         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
10337                 goto err;
10338
10339         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
10340
10341         return tg;
10342
10343 err:
10344         sched_free_group(tg);
10345         return ERR_PTR(-ENOMEM);
10346 }
10347
10348 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10349 {
10350         unsigned long flags;
10351
10352         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10353         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
10354
10355         /* Root should already exist: */
10356         WARN_ON(!parent);
10357
10358         tg->parent = parent;
10359         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
10360         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
10361         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10362
10363         online_fair_sched_group(tg);
10364 }
10365
10366 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
10367 static void sched_unregister_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
10368 {
10369         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
10370         sched_unregister_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
10371 }
10372
10373 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
10374 {
10375         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
10376         call_rcu(&tg->rcu, sched_unregister_group_rcu);
10377 }
10378
10379 void sched_release_group(struct task_group *tg)
10380 {
10381         unsigned long flags;
10382
10383         /*
10384          * Unlink first, to avoid walk_tg_tree_from() from finding us (via
10385          * sched_cfs_period_timer()).
10386          *
10387          * For this to be effective, we have to wait for all pending users of
10388          * this task group to leave their RCU critical section to ensure no new
10389          * user will see our dying task group any more. Specifically ensure
10390          * that tg_unthrottle_up() won't add decayed cfs_rq's to it.
10391          *
10392          * We therefore defer calling unregister_fair_sched_group() to
10393          * sched_unregister_group() which is guarantied to get called only after the
10394          * current RCU grace period has expired.
10395          */
10396         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10397         list_del_rcu(&tg->list);
10398         list_del_rcu(&tg->siblings);
10399         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10400 }
10401
10402 static struct task_group *sched_get_task_group(struct task_struct *tsk)
10403 {
10404         struct task_group *tg;
10405
10406         /*
10407          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
10408          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
10409          * to prevent lockdep warnings.
10410          */
10411         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
10412                           struct task_group, css);
10413         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
10414
10415         return tg;
10416 }
10417
10418 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, struct task_group *group)
10419 {
10420         tsk->sched_task_group = group;
10421
10422 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10423         if (tsk->sched_class->task_change_group)
10424                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk);
10425         else
10426 #endif
10427                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
10428 }
10429
10430 /*
10431  * Change task's runqueue when it moves between groups.
10432  *
10433  * The caller of this function should have put the task in its new group by
10434  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
10435  * its new group.
10436  */
10437 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
10438 {
10439         int queued, running, queue_flags =
10440                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
10441         struct task_group *group;
10442         struct rq *rq;
10443
10444         CLASS(task_rq_lock, rq_guard)(tsk);
10445         rq = rq_guard.rq;
10446
10447         /*
10448          * Esp. with SCHED_AUTOGROUP enabled it is possible to get superfluous
10449          * group changes.
10450          */
10451         group = sched_get_task_group(tsk);
10452         if (group == tsk->sched_task_group)
10453                 return;
10454
10455         update_rq_clock(rq);
10456
10457         running = task_current(rq, tsk);
10458         queued = task_on_rq_queued(tsk);
10459
10460         if (queued)
10461                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
10462         if (running)
10463                 put_prev_task(rq, tsk);
10464
10465         sched_change_group(tsk, group);
10466
10467         if (queued)
10468                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
10469         if (running) {
10470                 set_next_task(rq, tsk);
10471                 /*
10472                  * After changing group, the running task may have joined a
10473                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
10474                  * resched to make sure that task can still run.
10475                  */
10476                 resched_curr(rq);
10477         }
10478 }
10479
10480 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
10481 {
10482         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
10483 }
10484
10485 static struct cgroup_subsys_state *
10486 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
10487 {
10488         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
10489         struct task_group *tg;
10490
10491         if (!parent) {
10492                 /* This is early initialization for the top cgroup */
10493                 return &root_task_group.css;
10494         }
10495
10496         tg = sched_create_group(parent);
10497         if (IS_ERR(tg))
10498                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10499
10500         return &tg->css;
10501 }
10502
10503 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
10504 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
10505 {
10506         struct task_group *tg = css_tg(css);
10507         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
10508
10509         if (parent)
10510                 sched_online_group(tg, parent);
10511
10512 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10513         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
10514         guard(mutex)(&uclamp_mutex);
10515         guard(rcu)();
10516         cpu_util_update_eff(css);
10517 #endif
10518
10519         return 0;
10520 }
10521
10522 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
10523 {
10524         struct task_group *tg = css_tg(css);
10525
10526         sched_release_group(tg);
10527 }
10528
10529 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
10530 {
10531         struct task_group *tg = css_tg(css);
10532
10533         /*
10534          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
10535          */
10536         sched_unregister_group(tg);
10537 }
10538
10539 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10540 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10541 {
10542         struct task_struct *task;
10543         struct cgroup_subsys_state *css;
10544
10545         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
10546                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
10547                         return -EINVAL;
10548         }
10549         return 0;
10550 }
10551 #endif
10552
10553 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10554 {
10555         struct task_struct *task;
10556         struct cgroup_subsys_state *css;
10557
10558         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
10559                 sched_move_task(task);
10560 }
10561
10562 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10563 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
10564 {
10565         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
10566         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
10567         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
10568         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
10569         enum uclamp_id clamp_id;
10570         unsigned int clamps;
10571
10572         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
10573         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
10574
10575         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
10576                 uc_parent = css_tg(css)->parent
10577                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
10578
10579                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10580                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
10581                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
10582                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
10583                         if (uc_parent &&
10584                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
10585                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
10586                         }
10587                 }
10588                 /* Ensure protection is always capped by limit */
10589                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
10590
10591                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
10592                 clamps = 0x0;
10593                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
10594                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10595                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
10596                                 continue;
10597                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
10598                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
10599                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
10600                 }
10601                 if (!clamps) {
10602                         css = css_rightmost_descendant(css);
10603                         continue;
10604                 }
10605
10606                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
10607                 uclamp_update_active_tasks(css);
10608         }
10609 }
10610
10611 /*
10612  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
10613  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
10614  * character constant, use two levels of macros.
10615  */
10616 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
10617 #define POW10(exp) _POW10(exp)
10618
10619 struct uclamp_request {
10620 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
10621 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
10622         s64 percent;
10623         u64 util;
10624         int ret;
10625 };
10626
10627 static inline struct uclamp_request
10628 capacity_from_percent(char *buf)
10629 {
10630         struct uclamp_request req = {
10631                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
10632                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
10633                 .ret = 0,
10634         };
10635
10636         buf = strim(buf);
10637         if (strcmp(buf, "max")) {
10638                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
10639                                              &req.percent);
10640                 if (req.ret)
10641                         return req;
10642                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
10643                         req.ret = -ERANGE;
10644                         return req;
10645                 }
10646
10647                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
10648                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
10649         }
10650
10651         return req;
10652 }
10653
10654 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
10655                                 size_t nbytes, loff_t off,
10656                                 enum uclamp_id clamp_id)
10657 {
10658         struct uclamp_request req;
10659         struct task_group *tg;
10660
10661         req = capacity_from_percent(buf);
10662         if (req.ret)
10663                 return req.ret;
10664
10665         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
10666
10667         guard(mutex)(&uclamp_mutex);
10668         guard(rcu)();
10669
10670         tg = css_tg(of_css(of));
10671         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10672                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10673
10674         /*
10675          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10676          * exact requested value
10677          */
10678         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10679
10680         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10681         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10682
10683         return nbytes;
10684 }
10685
10686 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10687                                     char *buf, size_t nbytes,
10688                                     loff_t off)
10689 {
10690         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10691 }
10692
10693 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10694                                     char *buf, size_t nbytes,
10695                                     loff_t off)
10696 {
10697         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10698 }
10699
10700 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10701                                     enum uclamp_id clamp_id)
10702 {
10703         struct task_group *tg;
10704         u64 util_clamp;
10705         u64 percent;
10706         u32 rem;
10707
10708         scoped_guard (rcu) {
10709                 tg = css_tg(seq_css(sf));
10710                 util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10711         }
10712
10713         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10714                 seq_puts(sf, "max\n");
10715                 return;
10716         }
10717
10718         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10719         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10720         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10721 }
10722
10723 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10724 {
10725         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10726         return 0;
10727 }
10728
10729 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10730 {
10731         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10732         return 0;
10733 }
10734 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10735
10736 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10737 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10738                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10739 {
10740         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10741                 shareval = MAX_SHARES;
10742         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10743 }
10744
10745 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10746                                struct cftype *cft)
10747 {
10748         struct task_group *tg = css_tg(css);
10749
10750         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10751 }
10752
10753 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10754 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10755
10756 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10757 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10758 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10759 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10760
10761 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10762
10763 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10764                                 u64 burst)
10765 {
10766         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10767         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10768
10769         if (tg == &root_task_group)
10770                 return -EINVAL;
10771
10772         /*
10773          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10774          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10775          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10776          */
10777         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10778                 return -EINVAL;
10779
10780         /*
10781          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10782          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10783          * feasibility.
10784          */
10785         if (period > max_cfs_quota_period)
10786                 return -EINVAL;
10787
10788         /*
10789          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10790          */
10791         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10792                 return -EINVAL;
10793
10794         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10795                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10796                 return -EINVAL;
10797
10798         /*
10799          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10800          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10801          */
10802         guard(cpus_read_lock)();
10803         guard(mutex)(&cfs_constraints_mutex);
10804
10805         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10806         if (ret)
10807                 return ret;
10808
10809         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10810         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10811         /*
10812          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10813          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10814          */
10815         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10816                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10817
10818         scoped_guard (raw_spinlock_irq, &cfs_b->lock) {
10819                 cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10820                 cfs_b->quota = quota;
10821                 cfs_b->burst = burst;
10822
10823                 __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10824
10825                 /*
10826                  * Restart the period timer (if active) to handle new
10827                  * period expiry:
10828                  */
10829                 if (runtime_enabled)
10830                         start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10831         }
10832
10833         for_each_online_cpu(i) {
10834                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10835                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10836
10837                 guard(rq_lock_irq)(rq);
10838                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10839                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10840
10841                 if (cfs_rq->throttled)
10842                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10843         }
10844
10845         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10846                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10847
10848         return 0;
10849 }
10850
10851 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10852 {
10853         u64 quota, period, burst;
10854
10855         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10856         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10857         if (cfs_quota_us < 0)
10858                 quota = RUNTIME_INF;
10859         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10860                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10861         else
10862                 return -EINVAL;
10863
10864         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10865 }
10866
10867 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10868 {
10869         u64 quota_us;
10870
10871         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10872                 return -1;
10873
10874         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10875         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10876
10877         return quota_us;
10878 }
10879
10880 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10881 {
10882         u64 quota, period, burst;
10883
10884         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10885                 return -EINVAL;
10886
10887         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10888         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10889         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10890
10891         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10892 }
10893
10894 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10895 {
10896         u64 cfs_period_us;
10897
10898         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10899         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10900
10901         return cfs_period_us;
10902 }
10903
10904 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10905 {
10906         u64 quota, period, burst;
10907
10908         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10909                 return -EINVAL;
10910
10911         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10912         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10913         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10914
10915         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10916 }
10917
10918 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10919 {
10920         u64 burst_us;
10921
10922         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10923         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10924
10925         return burst_us;
10926 }
10927
10928 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10929                                   struct cftype *cft)
10930 {
10931         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10932 }
10933
10934 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10935                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10936 {
10937         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10938 }
10939
10940 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10941                                    struct cftype *cft)
10942 {
10943         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10944 }
10945
10946 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10947                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10948 {
10949         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10950 }
10951
10952 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10953                                   struct cftype *cft)
10954 {
10955         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10956 }
10957
10958 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10959                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10960 {
10961         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10962 }
10963
10964 struct cfs_schedulable_data {
10965         struct task_group *tg;
10966         u64 period, quota;
10967 };
10968
10969 /*
10970  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10971  * note: units are usecs
10972  */
10973 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10974                                struct cfs_schedulable_data *d)
10975 {
10976         u64 quota, period;
10977
10978         if (tg == d->tg) {
10979                 period = d->period;
10980                 quota = d->quota;
10981         } else {
10982                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10983                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10984         }
10985
10986         /* note: these should typically be equivalent */
10987         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10988                 return RUNTIME_INF;
10989
10990         return to_ratio(period, quota);
10991 }
10992
10993 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10994 {
10995         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10996         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10997         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10998
10999         if (!tg->parent) {
11000                 quota = RUNTIME_INF;
11001         } else {
11002                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
11003
11004                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
11005                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
11006
11007                 /*
11008                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
11009                  * always take the non-RUNTIME_INF min.  On cgroup1, only
11010                  * inherit when no limit is set. In both cases this is used
11011                  * by the scheduler to determine if a given CFS task has a
11012                  * bandwidth constraint at some higher level.
11013                  */
11014                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
11015                         if (quota == RUNTIME_INF)
11016                                 quota = parent_quota;
11017                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF)
11018                                 quota = min(quota, parent_quota);
11019                 } else {
11020                         if (quota == RUNTIME_INF)
11021                                 quota = parent_quota;
11022                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
11023                                 return -EINVAL;
11024                 }
11025         }
11026         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
11027
11028         return 0;
11029 }
11030
11031 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
11032 {
11033         struct cfs_schedulable_data data = {
11034                 .tg = tg,
11035                 .period = period,
11036                 .quota = quota,
11037         };
11038
11039         if (quota != RUNTIME_INF) {
11040                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
11041                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
11042         }
11043
11044         guard(rcu)();
11045         return walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
11046 }
11047
11048 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
11049 {
11050         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11051         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
11052
11053         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
11054         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
11055         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
11056
11057         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
11058                 struct sched_statistics *stats;
11059                 u64 ws = 0;
11060                 int i;
11061
11062                 for_each_possible_cpu(i) {
11063                         stats = __schedstats_from_se(tg->se[i]);
11064                         ws += schedstat_val(stats->wait_sum);
11065                 }
11066
11067                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
11068         }
11069
11070         seq_printf(sf, "nr_bursts %d\n", cfs_b->nr_burst);
11071         seq_printf(sf, "burst_time %llu\n", cfs_b->burst_time);
11072
11073         return 0;
11074 }
11075
11076 static u64 throttled_time_self(struct task_group *tg)
11077 {
11078         int i;
11079         u64 total = 0;
11080
11081         for_each_possible_cpu(i) {
11082                 total += READ_ONCE(tg->cfs_rq[i]->throttled_clock_self_time);
11083         }
11084
11085         return total;
11086 }
11087
11088 static int cpu_cfs_local_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
11089 {
11090         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11091
11092         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", throttled_time_self(tg));
11093
11094         return 0;
11095 }
11096 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
11097 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11098
11099 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11100 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
11101                                 struct cftype *cft, s64 val)
11102 {
11103         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
11104 }
11105
11106 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
11107                                struct cftype *cft)
11108 {
11109         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
11110 }
11111
11112 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
11113                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
11114 {
11115         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
11116 }
11117
11118 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
11119                                    struct cftype *cft)
11120 {
11121         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
11122 }
11123 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
11124
11125 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11126 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11127                                struct cftype *cft)
11128 {
11129         return css_tg(css)->idle;
11130 }
11131
11132 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11133                                 struct cftype *cft, s64 idle)
11134 {
11135         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
11136 }
11137 #endif
11138
11139 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
11140 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11141         {
11142                 .name = "shares",
11143                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
11144                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
11145         },
11146         {
11147                 .name = "idle",
11148                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11149                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11150         },
11151 #endif
11152 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11153         {
11154                 .name = "cfs_quota_us",
11155                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
11156                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
11157         },
11158         {
11159                 .name = "cfs_period_us",
11160                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
11161                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
11162         },
11163         {
11164                 .name = "cfs_burst_us",
11165                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11166                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11167         },
11168         {
11169                 .name = "stat",
11170                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
11171         },
11172         {
11173                 .name = "stat.local",
11174                 .seq_show = cpu_cfs_local_stat_show,
11175         },
11176 #endif
11177 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11178         {
11179                 .name = "rt_runtime_us",
11180                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
11181                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
11182         },
11183         {
11184                 .name = "rt_period_us",
11185                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
11186                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
11187         },
11188 #endif
11189 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11190         {
11191                 .name = "uclamp.min",
11192                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11193                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11194                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11195         },
11196         {
11197                 .name = "uclamp.max",
11198                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11199                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11200                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11201         },
11202 #endif
11203         { }     /* Terminate */
11204 };
11205
11206 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
11207                                struct cgroup_subsys_state *css)
11208 {
11209 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11210         {
11211                 struct task_group *tg = css_tg(css);
11212                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
11213                 u64 throttled_usec, burst_usec;
11214
11215                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
11216                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
11217                 burst_usec = cfs_b->burst_time;
11218                 do_div(burst_usec, NSEC_PER_USEC);
11219
11220                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
11221                            "nr_throttled %d\n"
11222                            "throttled_usec %llu\n"
11223                            "nr_bursts %d\n"
11224                            "burst_usec %llu\n",
11225                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
11226                            throttled_usec, cfs_b->nr_burst, burst_usec);
11227         }
11228 #endif
11229         return 0;
11230 }
11231
11232 static int cpu_local_stat_show(struct seq_file *sf,
11233                                struct cgroup_subsys_state *css)
11234 {
11235 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11236         {
11237                 struct task_group *tg = css_tg(css);
11238                 u64 throttled_self_usec;
11239
11240                 throttled_self_usec = throttled_time_self(tg);
11241                 do_div(throttled_self_usec, NSEC_PER_USEC);
11242
11243                 seq_printf(sf, "throttled_usec %llu\n",
11244                            throttled_self_usec);
11245         }
11246 #endif
11247         return 0;
11248 }
11249
11250 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11251 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11252                                struct cftype *cft)
11253 {
11254         struct task_group *tg = css_tg(css);
11255         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
11256
11257         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
11258 }
11259
11260 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11261                                 struct cftype *cft, u64 weight)
11262 {
11263         /*
11264          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
11265          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
11266          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
11267          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
11268          * the original value over the entire range.
11269          */
11270         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
11271                 return -ERANGE;
11272
11273         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
11274
11275         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11276 }
11277
11278 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11279                                     struct cftype *cft)
11280 {
11281         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
11282         int last_delta = INT_MAX;
11283         int prio, delta;
11284
11285         /* find the closest nice value to the current weight */
11286         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
11287                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
11288                 if (delta >= last_delta)
11289                         break;
11290                 last_delta = delta;
11291         }
11292
11293         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
11294 }
11295
11296 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11297                                      struct cftype *cft, s64 nice)
11298 {
11299         unsigned long weight;
11300         int idx;
11301
11302         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
11303                 return -ERANGE;
11304
11305         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
11306         idx = array_index_nospec(idx, 40);
11307         weight = sched_prio_to_weight[idx];
11308
11309         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11310 }
11311 #endif
11312
11313 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
11314                                                   long period, long quota)
11315 {
11316         if (quota < 0)
11317                 seq_puts(sf, "max");
11318         else
11319                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
11320
11321         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
11322 }
11323
11324 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
11325 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
11326                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
11327 {
11328         char tok[21];   /* U64_MAX */
11329
11330         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
11331                 return -EINVAL;
11332
11333         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
11334
11335         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
11336                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
11337         else if (!strcmp(tok, "max"))
11338                 *quotap = RUNTIME_INF;
11339         else
11340                 return -EINVAL;
11341
11342         return 0;
11343 }
11344
11345 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11346 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
11347 {
11348         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11349
11350         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
11351         return 0;
11352 }
11353
11354 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
11355                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
11356 {
11357         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
11358         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
11359         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
11360         u64 quota;
11361         int ret;
11362
11363         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
11364         if (!ret)
11365                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
11366         return ret ?: nbytes;
11367 }
11368 #endif
11369
11370 static struct cftype cpu_files[] = {
11371 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11372         {
11373                 .name = "weight",
11374                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11375                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
11376                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
11377         },
11378         {
11379                 .name = "weight.nice",
11380                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11381                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
11382                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
11383         },
11384         {
11385                 .name = "idle",
11386                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11387                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11388                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11389         },
11390 #endif
11391 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11392         {
11393                 .name = "max",
11394                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11395                 .seq_show = cpu_max_show,
11396                 .write = cpu_max_write,
11397         },
11398         {
11399                 .name = "max.burst",
11400                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11401                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11402                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11403         },
11404 #endif
11405 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11406         {
11407                 .name = "uclamp.min",
11408                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11409                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11410                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11411         },
11412         {
11413                 .name = "uclamp.max",
11414                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11415                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11416                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11417         },
11418 #endif
11419         { }     /* terminate */
11420 };
11421
11422 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
11423         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
11424         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
11425         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
11426         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
11427         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
11428         .css_local_stat_show = cpu_local_stat_show,
11429 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11430         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
11431 #endif
11432         .attach         = cpu_cgroup_attach,
11433         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
11434         .dfl_cftypes    = cpu_files,
11435         .early_init     = true,
11436         .threaded       = true,
11437 };
11438
11439 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
11440
11441 void dump_cpu_task(int cpu)
11442 {
11443         if (cpu == smp_processor_id() && in_hardirq()) {
11444                 struct pt_regs *regs;
11445
11446                 regs = get_irq_regs();
11447                 if (regs) {
11448                         show_regs(regs);
11449                         return;
11450                 }
11451         }
11452
11453         if (trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
11454                 return;
11455
11456         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
11457         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
11458 }
11459
11460 /*
11461  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
11462  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
11463  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
11464  * that remained on nice 0.
11465  *
11466  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
11467  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
11468  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
11469  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
11470  * the relative distance between them is ~25%.)
11471  */
11472 const int sched_prio_to_weight[40] = {
11473  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
11474  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
11475  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
11476  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
11477  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
11478  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
11479  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
11480  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
11481 };
11482
11483 /*
11484  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
11485  *
11486  * In cases where the weight does not change often, we can use the
11487  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
11488  * into multiplications:
11489  */
11490 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
11491  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
11492  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
11493  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
11494  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
11495  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
11496  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
11497  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
11498  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
11499 };
11500
11501 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
11502 {
11503         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
11504 }
11505
11506 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
11507
11508 /*
11509  * @cid_lock: Guarantee forward-progress of cid allocation.
11510  *
11511  * Concurrency ID allocation within a bitmap is mostly lock-free. The cid_lock
11512  * is only used when contention is detected by the lock-free allocation so
11513  * forward progress can be guaranteed.
11514  */
11515 DEFINE_RAW_SPINLOCK(cid_lock);
11516
11517 /*
11518  * @use_cid_lock: Select cid allocation behavior: lock-free vs spinlock.
11519  *
11520  * When @use_cid_lock is 0, the cid allocation is lock-free. When contention is
11521  * detected, it is set to 1 to ensure that all newly coming allocations are
11522  * serialized by @cid_lock until the allocation which detected contention
11523  * completes and sets @use_cid_lock back to 0. This guarantees forward progress
11524  * of a cid allocation.
11525  */
11526 int use_cid_lock;
11527
11528 /*
11529  * mm_cid remote-clear implements a lock-free algorithm to clear per-mm/cpu cid
11530  * concurrently with respect to the execution of the source runqueue context
11531  * switch.
11532  *
11533  * There is one basic properties we want to guarantee here:
11534  *
11535  * (1) Remote-clear should _never_ mark a per-cpu cid UNSET when it is actively
11536  * used by a task. That would lead to concurrent allocation of the cid and
11537  * userspace corruption.
11538  *
11539  * Provide this guarantee by introducing a Dekker memory ordering to guarantee
11540  * that a pair of loads observe at least one of a pair of stores, which can be
11541  * shown as:
11542  *
11543  *      X = Y = 0
11544  *
11545  *      w[X]=1          w[Y]=1
11546  *      MB              MB
11547  *      r[Y]=y          r[X]=x
11548  *
11549  * Which guarantees that x==0 && y==0 is impossible. But rather than using
11550  * values 0 and 1, this algorithm cares about specific state transitions of the
11551  * runqueue current task (as updated by the scheduler context switch), and the
11552  * per-mm/cpu cid value.
11553  *
11554  * Let's introduce task (Y) which has task->mm == mm and task (N) which has
11555  * task->mm != mm for the rest of the discussion. There are two scheduler state
11556  * transitions on context switch we care about:
11557  *
11558  * (TSA) Store to rq->curr with transition from (N) to (Y)
11559  *
11560  * (TSB) Store to rq->curr with transition from (Y) to (N)
11561  *
11562  * On the remote-clear side, there is one transition we care about:
11563  *
11564  * (TMA) cmpxchg to *pcpu_cid to set the LAZY flag
11565  *
11566  * There is also a transition to UNSET state which can be performed from all
11567  * sides (scheduler, remote-clear). It is always performed with a cmpxchg which
11568  * guarantees that only a single thread will succeed:
11569  *
11570  * (TMB) cmpxchg to *pcpu_cid to mark UNSET
11571  *
11572  * Just to be clear, what we do _not_ want to happen is a transition to UNSET
11573  * when a thread is actively using the cid (property (1)).
11574  *
11575  * Let's looks at the relevant combinations of TSA/TSB, and TMA transitions.
11576  *
11577  * Scenario A) (TSA)+(TMA) (from next task perspective)
11578  *
11579  * CPU0                                      CPU1
11580  *
11581  * Context switch CS-1                       Remote-clear
11582  *   - store to rq->curr: (N)->(Y) (TSA)     - cmpxchg to *pcpu_id to LAZY (TMA)
11583  *                                             (implied barrier after cmpxchg)
11584  *   - switch_mm_cid()
11585  *     - memory barrier (see switch_mm_cid()
11586  *       comment explaining how this barrier
11587  *       is combined with other scheduler
11588  *       barriers)
11589  *     - mm_cid_get (next)
11590  *       - READ_ONCE(*pcpu_cid)              - rcu_dereference(src_rq->curr)
11591  *
11592  * This Dekker ensures that either task (Y) is observed by the
11593  * rcu_dereference() or the LAZY flag is observed by READ_ONCE(), or both are
11594  * observed.
11595  *
11596  * If task (Y) store is observed by rcu_dereference(), it means that there is
11597  * still an active task on the cpu. Remote-clear will therefore not transition
11598  * to UNSET, which fulfills property (1).
11599  *
11600  * If task (Y) is not observed, but the lazy flag is observed by READ_ONCE(),
11601  * it will move its state to UNSET, which clears the percpu cid perhaps
11602  * uselessly (which is not an issue for correctness). Because task (Y) is not
11603  * observed, CPU1 can move ahead to set the state to UNSET. Because moving
11604  * state to UNSET is done with a cmpxchg expecting that the old state has the
11605  * LAZY flag set, only one thread will successfully UNSET.
11606  *
11607  * If both states (LAZY flag and task (Y)) are observed, the thread on CPU0
11608  * will observe the LAZY flag and transition to UNSET (perhaps uselessly), and
11609  * CPU1 will observe task (Y) and do nothing more, which is fine.
11610  *
11611  * What we are effectively preventing with this Dekker is a scenario where
11612  * neither LAZY flag nor store (Y) are observed, which would fail property (1)
11613  * because this would UNSET a cid which is actively used.
11614  */
11615
11616 void sched_mm_cid_migrate_from(struct task_struct *t)
11617 {
11618         t->migrate_from_cpu = task_cpu(t);
11619 }
11620
11621 static
11622 int __sched_mm_cid_migrate_from_fetch_cid(struct rq *src_rq,
11623                                           struct task_struct *t,
11624                                           struct mm_cid *src_pcpu_cid)
11625 {
11626         struct mm_struct *mm = t->mm;
11627         struct task_struct *src_task;
11628         int src_cid, last_mm_cid;
11629
11630         if (!mm)
11631                 return -1;
11632
11633         last_mm_cid = t->last_mm_cid;
11634         /*
11635          * If the migrated task has no last cid, or if the current
11636          * task on src rq uses the cid, it means the source cid does not need
11637          * to be moved to the destination cpu.
11638          */
11639         if (last_mm_cid == -1)
11640                 return -1;
11641         src_cid = READ_ONCE(src_pcpu_cid->cid);
11642         if (!mm_cid_is_valid(src_cid) || last_mm_cid != src_cid)
11643                 return -1;
11644
11645         /*
11646          * If we observe an active task using the mm on this rq, it means we
11647          * are not the last task to be migrated from this cpu for this mm, so
11648          * there is no need to move src_cid to the destination cpu.
11649          */
11650         guard(rcu)();
11651         src_task = rcu_dereference(src_rq->curr);
11652         if (READ_ONCE(src_task->mm_cid_active) && src_task->mm == mm) {
11653                 t->last_mm_cid = -1;
11654                 return -1;
11655         }
11656
11657         return src_cid;
11658 }
11659
11660 static
11661 int __sched_mm_cid_migrate_from_try_steal_cid(struct rq *src_rq,
11662                                               struct task_struct *t,
11663                                               struct mm_cid *src_pcpu_cid,
11664                                               int src_cid)
11665 {
11666         struct task_struct *src_task;
11667         struct mm_struct *mm = t->mm;
11668         int lazy_cid;
11669
11670         if (src_cid == -1)
11671                 return -1;
11672
11673         /*
11674          * Attempt to clear the source cpu cid to move it to the destination
11675          * cpu.
11676          */
11677         lazy_cid = mm_cid_set_lazy_put(src_cid);
11678         if (!try_cmpxchg(&src_pcpu_cid->cid, &src_cid, lazy_cid))
11679                 return -1;
11680
11681         /*
11682          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11683          * rq->curr->mm matches the scheduler barrier in context_switch()
11684          * between store to rq->curr and load of prev and next task's
11685          * per-mm/cpu cid.
11686          *
11687          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11688          * rq->curr->mm_cid_active matches the barrier in
11689          * sched_mm_cid_exit_signals(), sched_mm_cid_before_execve(), and
11690          * sched_mm_cid_after_execve() between store to t->mm_cid_active and
11691          * load of per-mm/cpu cid.
11692          */
11693
11694         /*
11695          * If we observe an active task using the mm on this rq after setting
11696          * the lazy-put flag, this task will be responsible for transitioning
11697          * from lazy-put flag set to MM_CID_UNSET.
11698          */
11699         scoped_guard (rcu) {
11700                 src_task = rcu_dereference(src_rq->curr);
11701                 if (READ_ONCE(src_task->mm_cid_active) && src_task->mm == mm) {
11702                         /*
11703                          * We observed an active task for this mm, there is therefore
11704                          * no point in moving this cid to the destination cpu.
11705                          */
11706                         t->last_mm_cid = -1;
11707                         return -1;
11708                 }
11709         }
11710
11711         /*
11712          * The src_cid is unused, so it can be unset.
11713          */
11714         if (!try_cmpxchg(&src_pcpu_cid->cid, &lazy_cid, MM_CID_UNSET))
11715                 return -1;
11716         return src_cid;
11717 }
11718
11719 /*
11720  * Migration to dst cpu. Called with dst_rq lock held.
11721  * Interrupts are disabled, which keeps the window of cid ownership without the
11722  * source rq lock held small.
11723  */
11724 void sched_mm_cid_migrate_to(struct rq *dst_rq, struct task_struct *t)
11725 {
11726         struct mm_cid *src_pcpu_cid, *dst_pcpu_cid;
11727         struct mm_struct *mm = t->mm;
11728         int src_cid, dst_cid, src_cpu;
11729         struct rq *src_rq;
11730
11731         lockdep_assert_rq_held(dst_rq);
11732
11733         if (!mm)
11734                 return;
11735         src_cpu = t->migrate_from_cpu;
11736         if (src_cpu == -1) {
11737                 t->last_mm_cid = -1;
11738                 return;
11739         }
11740         /*
11741          * Move the src cid if the dst cid is unset. This keeps id
11742          * allocation closest to 0 in cases where few threads migrate around
11743          * many cpus.
11744          *
11745          * If destination cid is already set, we may have to just clear
11746          * the src cid to ensure compactness in frequent migrations
11747          * scenarios.
11748          *
11749          * It is not useful to clear the src cid when the number of threads is
11750          * greater or equal to the number of allowed cpus, because user-space
11751          * can expect that the number of allowed cids can reach the number of
11752          * allowed cpus.
11753          */
11754         dst_pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, cpu_of(dst_rq));
11755         dst_cid = READ_ONCE(dst_pcpu_cid->cid);
11756         if (!mm_cid_is_unset(dst_cid) &&
11757             atomic_read(&mm->mm_users) >= t->nr_cpus_allowed)
11758                 return;
11759         src_pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, src_cpu);
11760         src_rq = cpu_rq(src_cpu);
11761         src_cid = __sched_mm_cid_migrate_from_fetch_cid(src_rq, t, src_pcpu_cid);
11762         if (src_cid == -1)
11763                 return;
11764         src_cid = __sched_mm_cid_migrate_from_try_steal_cid(src_rq, t, src_pcpu_cid,
11765                                                             src_cid);
11766         if (src_cid == -1)
11767                 return;
11768         if (!mm_cid_is_unset(dst_cid)) {
11769                 __mm_cid_put(mm, src_cid);
11770                 return;
11771         }
11772         /* Move src_cid to dst cpu. */
11773         mm_cid_snapshot_time(dst_rq, mm);
11774         WRITE_ONCE(dst_pcpu_cid->cid, src_cid);
11775 }
11776
11777 static void sched_mm_cid_remote_clear(struct mm_struct *mm, struct mm_cid *pcpu_cid,
11778                                       int cpu)
11779 {
11780         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11781         struct task_struct *t;
11782         int cid, lazy_cid;
11783
11784         cid = READ_ONCE(pcpu_cid->cid);
11785         if (!mm_cid_is_valid(cid))
11786                 return;
11787
11788         /*
11789          * Clear the cpu cid if it is set to keep cid allocation compact.  If
11790          * there happens to be other tasks left on the source cpu using this
11791          * mm, the next task using this mm will reallocate its cid on context
11792          * switch.
11793          */
11794         lazy_cid = mm_cid_set_lazy_put(cid);
11795         if (!try_cmpxchg(&pcpu_cid->cid, &cid, lazy_cid))
11796                 return;
11797
11798         /*
11799          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11800          * rq->curr->mm matches the scheduler barrier in context_switch()
11801          * between store to rq->curr and load of prev and next task's
11802          * per-mm/cpu cid.
11803          *
11804          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11805          * rq->curr->mm_cid_active matches the barrier in
11806          * sched_mm_cid_exit_signals(), sched_mm_cid_before_execve(), and
11807          * sched_mm_cid_after_execve() between store to t->mm_cid_active and
11808          * load of per-mm/cpu cid.
11809          */
11810
11811         /*
11812          * If we observe an active task using the mm on this rq after setting
11813          * the lazy-put flag, that task will be responsible for transitioning
11814          * from lazy-put flag set to MM_CID_UNSET.
11815          */
11816         scoped_guard (rcu) {
11817                 t = rcu_dereference(rq->curr);
11818                 if (READ_ONCE(t->mm_cid_active) && t->mm == mm)
11819                         return;
11820         }
11821
11822         /*
11823          * The cid is unused, so it can be unset.
11824          * Disable interrupts to keep the window of cid ownership without rq
11825          * lock small.
11826          */
11827         scoped_guard (irqsave) {
11828                 if (try_cmpxchg(&pcpu_cid->cid, &lazy_cid, MM_CID_UNSET))
11829                         __mm_cid_put(mm, cid);
11830         }
11831 }
11832
11833 static void sched_mm_cid_remote_clear_old(struct mm_struct *mm, int cpu)
11834 {
11835         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11836         struct mm_cid *pcpu_cid;
11837         struct task_struct *curr;
11838         u64 rq_clock;
11839
11840         /*
11841          * rq->clock load is racy on 32-bit but one spurious clear once in a
11842          * while is irrelevant.
11843          */
11844         rq_clock = READ_ONCE(rq->clock);
11845         pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, cpu);
11846
11847         /*
11848          * In order to take care of infrequently scheduled tasks, bump the time
11849          * snapshot associated with this cid if an active task using the mm is
11850          * observed on this rq.
11851          */
11852         scoped_guard (rcu) {
11853                 curr = rcu_dereference(rq->curr);
11854                 if (READ_ONCE(curr->mm_cid_active) && curr->mm == mm) {
11855                         WRITE_ONCE(pcpu_cid->time, rq_clock);
11856                         return;
11857                 }
11858         }
11859
11860         if (rq_clock < pcpu_cid->time + SCHED_MM_CID_PERIOD_NS)
11861                 return;
11862         sched_mm_cid_remote_clear(mm, pcpu_cid, cpu);
11863 }
11864
11865 static void sched_mm_cid_remote_clear_weight(struct mm_struct *mm, int cpu,
11866                                              int weight)
11867 {
11868         struct mm_cid *pcpu_cid;
11869         int cid;
11870
11871         pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, cpu);
11872         cid = READ_ONCE(pcpu_cid->cid);
11873         if (!mm_cid_is_valid(cid) || cid < weight)
11874                 return;
11875         sched_mm_cid_remote_clear(mm, pcpu_cid, cpu);
11876 }
11877
11878 static void task_mm_cid_work(struct callback_head *work)
11879 {
11880         unsigned long now = jiffies, old_scan, next_scan;
11881         struct task_struct *t = current;
11882         struct cpumask *cidmask;
11883         struct mm_struct *mm;
11884         int weight, cpu;
11885
11886         SCHED_WARN_ON(t != container_of(work, struct task_struct, cid_work));
11887
11888         work->next = work;      /* Prevent double-add */
11889         if (t->flags & PF_EXITING)
11890                 return;
11891         mm = t->mm;
11892         if (!mm)
11893                 return;
11894         old_scan = READ_ONCE(mm->mm_cid_next_scan);
11895         next_scan = now + msecs_to_jiffies(MM_CID_SCAN_DELAY);
11896         if (!old_scan) {
11897                 unsigned long res;
11898
11899                 res = cmpxchg(&mm->mm_cid_next_scan, old_scan, next_scan);
11900                 if (res != old_scan)
11901                         old_scan = res;
11902                 else
11903                         old_scan = next_scan;
11904         }
11905         if (time_before(now, old_scan))
11906                 return;
11907         if (!try_cmpxchg(&mm->mm_cid_next_scan, &old_scan, next_scan))
11908                 return;
11909         cidmask = mm_cidmask(mm);
11910         /* Clear cids that were not recently used. */
11911         for_each_possible_cpu(cpu)
11912                 sched_mm_cid_remote_clear_old(mm, cpu);
11913         weight = cpumask_weight(cidmask);
11914         /*
11915          * Clear cids that are greater or equal to the cidmask weight to
11916          * recompact it.
11917          */
11918         for_each_possible_cpu(cpu)
11919                 sched_mm_cid_remote_clear_weight(mm, cpu, weight);
11920 }
11921
11922 void init_sched_mm_cid(struct task_struct *t)
11923 {
11924         struct mm_struct *mm = t->mm;
11925         int mm_users = 0;
11926
11927         if (mm) {
11928                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
11929                 if (mm_users == 1)
11930                         mm->mm_cid_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(MM_CID_SCAN_DELAY);
11931         }
11932         t->cid_work.next = &t->cid_work;        /* Protect against double add */
11933         init_task_work(&t->cid_work, task_mm_cid_work);
11934 }
11935
11936 void task_tick_mm_cid(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
11937 {
11938         struct callback_head *work = &curr->cid_work;
11939         unsigned long now = jiffies;
11940
11941         if (!curr->mm || (curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) ||
11942             work->next != work)
11943                 return;
11944         if (time_before(now, READ_ONCE(curr->mm->mm_cid_next_scan)))
11945                 return;
11946         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
11947 }
11948
11949 void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t)
11950 {
11951         struct mm_struct *mm = t->mm;
11952         struct rq *rq;
11953
11954         if (!mm)
11955                 return;
11956
11957         preempt_disable();
11958         rq = this_rq();
11959         guard(rq_lock_irqsave)(rq);
11960         preempt_enable_no_resched();    /* holding spinlock */
11961         WRITE_ONCE(t->mm_cid_active, 0);
11962         /*
11963          * Store t->mm_cid_active before loading per-mm/cpu cid.
11964          * Matches barrier in sched_mm_cid_remote_clear_old().
11965          */
11966         smp_mb();
11967         mm_cid_put(mm);
11968         t->last_mm_cid = t->mm_cid = -1;
11969 }
11970
11971 void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t)
11972 {
11973         struct mm_struct *mm = t->mm;
11974         struct rq *rq;
11975
11976         if (!mm)
11977                 return;
11978
11979         preempt_disable();
11980         rq = this_rq();
11981         guard(rq_lock_irqsave)(rq);
11982         preempt_enable_no_resched();    /* holding spinlock */
11983         WRITE_ONCE(t->mm_cid_active, 0);
11984         /*
11985          * Store t->mm_cid_active before loading per-mm/cpu cid.
11986          * Matches barrier in sched_mm_cid_remote_clear_old().
11987          */
11988         smp_mb();
11989         mm_cid_put(mm);
11990         t->last_mm_cid = t->mm_cid = -1;
11991 }
11992
11993 void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t)
11994 {
11995         struct mm_struct *mm = t->mm;
11996         struct rq *rq;
11997
11998         if (!mm)
11999                 return;
12000
12001         preempt_disable();
12002         rq = this_rq();
12003         scoped_guard (rq_lock_irqsave, rq) {
12004                 preempt_enable_no_resched();    /* holding spinlock */
12005                 WRITE_ONCE(t->mm_cid_active, 1);
12006                 /*
12007                  * Store t->mm_cid_active before loading per-mm/cpu cid.
12008                  * Matches barrier in sched_mm_cid_remote_clear_old().
12009                  */
12010                 smp_mb();
12011                 t->last_mm_cid = t->mm_cid = mm_cid_get(rq, mm);
12012         }
12013         rseq_set_notify_resume(t);
12014 }
12015
12016 void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t)
12017 {
12018         WARN_ON_ONCE(!t->mm || t->mm_cid != -1);
12019         t->mm_cid_active = 1;
12020 }
12021 #endif