Merge tag 'tag-chrome-platform-fixes-for-v5.7-rc2' of git://git.kernel.org/pub/scm...
[linux-block.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #include "sched.h"
10
11 #include <linux/nospec.h>
12
13 #include <linux/kcov.h>
14
15 #include <asm/switch_to.h>
16 #include <asm/tlb.h>
17
18 #include "../workqueue_internal.h"
19 #include "../../fs/io-wq.h"
20 #include "../smpboot.h"
21
22 #include "pelt.h"
23
24 #define CREATE_TRACE_POINTS
25 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
29  * associated with them) to allow external modules to probe them.
30  */
31 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
32 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
33 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
37
38 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
39
40 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
41 /*
42  * Debugging: various feature bits
43  *
44  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
45  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
46  * at compile time and compiler optimization based on features default.
47  */
48 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
49         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
50 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
51 #include "features.h"
52         0;
53 #undef SCHED_FEAT
54 #endif
55
56 /*
57  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
58  * Limited because this is done with IRQs disabled.
59  */
60 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
61
62 /*
63  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
64  * default: 1s
65  */
66 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
67
68 __read_mostly int scheduler_running;
69
70 /*
71  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
72  * default: 0.95s
73  */
74 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
75
76 /*
77  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
78  */
79 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
80         __acquires(rq->lock)
81 {
82         struct rq *rq;
83
84         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
85
86         for (;;) {
87                 rq = task_rq(p);
88                 raw_spin_lock(&rq->lock);
89                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
90                         rq_pin_lock(rq, rf);
91                         return rq;
92                 }
93                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
94
95                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
96                         cpu_relax();
97         }
98 }
99
100 /*
101  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
102  */
103 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
104         __acquires(p->pi_lock)
105         __acquires(rq->lock)
106 {
107         struct rq *rq;
108
109         for (;;) {
110                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
111                 rq = task_rq(p);
112                 raw_spin_lock(&rq->lock);
113                 /*
114                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
115                  *
116                  *      ACQUIRE (rq->lock)
117                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
118                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
119                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
120                  *                                      [L] ->on_rq
121                  *      RELEASE (rq->lock)
122                  *
123                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
124                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
125                  *
126                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
127                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
128                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
129                  */
130                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
131                         rq_pin_lock(rq, rf);
132                         return rq;
133                 }
134                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
135                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
136
137                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
138                         cpu_relax();
139         }
140 }
141
142 /*
143  * RQ-clock updating methods:
144  */
145
146 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
147 {
148 /*
149  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
150  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
151  */
152         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
153
154 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
155         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
156
157         /*
158          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
159          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
160          * {soft,}irq region.
161          *
162          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
163          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
164          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
165          * monotonic.
166          *
167          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
168          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
169          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
170          * atomic ops.
171          */
172         if (irq_delta > delta)
173                 irq_delta = delta;
174
175         rq->prev_irq_time += irq_delta;
176         delta -= irq_delta;
177 #endif
178 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
179         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
180                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
181                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
182
183                 if (unlikely(steal > delta))
184                         steal = delta;
185
186                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
187                 delta -= steal;
188         }
189 #endif
190
191         rq->clock_task += delta;
192
193 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
194         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
195                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
196 #endif
197         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
198 }
199
200 void update_rq_clock(struct rq *rq)
201 {
202         s64 delta;
203
204         lockdep_assert_held(&rq->lock);
205
206         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
207                 return;
208
209 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
210         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
211                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
212         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
213 #endif
214
215         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
216         if (delta < 0)
217                 return;
218         rq->clock += delta;
219         update_rq_clock_task(rq, delta);
220 }
221
222
223 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
224 /*
225  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
226  */
227
228 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
229 {
230         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
231                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
232 }
233
234 /*
235  * High-resolution timer tick.
236  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
237  */
238 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
239 {
240         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
241         struct rq_flags rf;
242
243         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
244
245         rq_lock(rq, &rf);
246         update_rq_clock(rq);
247         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
248         rq_unlock(rq, &rf);
249
250         return HRTIMER_NORESTART;
251 }
252
253 #ifdef CONFIG_SMP
254
255 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
256 {
257         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
258
259         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
260 }
261
262 /*
263  * called from hardirq (IPI) context
264  */
265 static void __hrtick_start(void *arg)
266 {
267         struct rq *rq = arg;
268         struct rq_flags rf;
269
270         rq_lock(rq, &rf);
271         __hrtick_restart(rq);
272         rq_unlock(rq, &rf);
273 }
274
275 /*
276  * Called to set the hrtick timer state.
277  *
278  * called with rq->lock held and irqs disabled
279  */
280 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
281 {
282         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
283         ktime_t time;
284         s64 delta;
285
286         /*
287          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
288          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
289          */
290         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
291         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
292
293         hrtimer_set_expires(timer, time);
294
295         if (rq == this_rq())
296                 __hrtick_restart(rq);
297         else
298                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
299 }
300
301 #else
302 /*
303  * Called to set the hrtick timer state.
304  *
305  * called with rq->lock held and irqs disabled
306  */
307 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
308 {
309         /*
310          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
311          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
312          */
313         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
314         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
315                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
316 }
317 #endif /* CONFIG_SMP */
318
319 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
320 {
321 #ifdef CONFIG_SMP
322         rq->hrtick_csd.flags = 0;
323         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
324         rq->hrtick_csd.info = rq;
325 #endif
326
327         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
328         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
329 }
330 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
331 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
332 {
333 }
334
335 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
336 {
337 }
338 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
339
340 /*
341  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
342  */
343 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
344         ({                                                              \
345                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
346                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
347                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
348                                                                         \
349                 for (;;) {                                              \
350                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
351                         if (_old == _val)                               \
352                                 break;                                  \
353                         _val = _old;                                    \
354                 }                                                       \
355         _old;                                                           \
356 })
357
358 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
359 /*
360  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
361  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
362  * spurious IPIs.
363  */
364 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
365 {
366         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
367         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
368 }
369
370 /*
371  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
372  *
373  * If this returns true, then the idle task promises to call
374  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
375  */
376 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
377 {
378         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
379         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
380
381         for (;;) {
382                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
383                         return false;
384                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
385                         return true;
386                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
387                 if (old == val)
388                         break;
389                 val = old;
390         }
391         return true;
392 }
393
394 #else
395 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
396 {
397         set_tsk_need_resched(p);
398         return true;
399 }
400
401 #ifdef CONFIG_SMP
402 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
403 {
404         return false;
405 }
406 #endif
407 #endif
408
409 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
410 {
411         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
412
413         /*
414          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
415          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
416          * wakeup due to that.
417          *
418          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
419          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
420          */
421         smp_mb__before_atomic();
422         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
423                 return false;
424
425         /*
426          * The head is context local, there can be no concurrency.
427          */
428         *head->lastp = node;
429         head->lastp = &node->next;
430         return true;
431 }
432
433 /**
434  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
435  * @head: the wake_q_head to add @task to
436  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
437  *
438  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
439  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
440  * instantly.
441  *
442  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
443  * must be ready to be woken at this location.
444  */
445 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
446 {
447         if (__wake_q_add(head, task))
448                 get_task_struct(task);
449 }
450
451 /**
452  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
453  * @head: the wake_q_head to add @task to
454  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
455  *
456  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
457  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
458  * instantly.
459  *
460  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
461  * must be ready to be woken at this location.
462  *
463  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
464  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
465  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
466  * queued for wakeup.
467  */
468 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
469 {
470         if (!__wake_q_add(head, task))
471                 put_task_struct(task);
472 }
473
474 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
475 {
476         struct wake_q_node *node = head->first;
477
478         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
479                 struct task_struct *task;
480
481                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
482                 BUG_ON(!task);
483                 /* Task can safely be re-inserted now: */
484                 node = node->next;
485                 task->wake_q.next = NULL;
486
487                 /*
488                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
489                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
490                  */
491                 wake_up_process(task);
492                 put_task_struct(task);
493         }
494 }
495
496 /*
497  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
498  *
499  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
500  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
501  * the target CPU.
502  */
503 void resched_curr(struct rq *rq)
504 {
505         struct task_struct *curr = rq->curr;
506         int cpu;
507
508         lockdep_assert_held(&rq->lock);
509
510         if (test_tsk_need_resched(curr))
511                 return;
512
513         cpu = cpu_of(rq);
514
515         if (cpu == smp_processor_id()) {
516                 set_tsk_need_resched(curr);
517                 set_preempt_need_resched();
518                 return;
519         }
520
521         if (set_nr_and_not_polling(curr))
522                 smp_send_reschedule(cpu);
523         else
524                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
525 }
526
527 void resched_cpu(int cpu)
528 {
529         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
530         unsigned long flags;
531
532         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
533         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
534                 resched_curr(rq);
535         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
536 }
537
538 #ifdef CONFIG_SMP
539 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
540 /*
541  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
542  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
543  *
544  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
545  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
546  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
547  */
548 int get_nohz_timer_target(void)
549 {
550         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
551         struct sched_domain *sd;
552
553         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
554                 if (!idle_cpu(cpu))
555                         return cpu;
556                 default_cpu = cpu;
557         }
558
559         rcu_read_lock();
560         for_each_domain(cpu, sd) {
561                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
562                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
563                         if (cpu == i)
564                                 continue;
565
566                         if (!idle_cpu(i)) {
567                                 cpu = i;
568                                 goto unlock;
569                         }
570                 }
571         }
572
573         if (default_cpu == -1)
574                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
575         cpu = default_cpu;
576 unlock:
577         rcu_read_unlock();
578         return cpu;
579 }
580
581 /*
582  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
583  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
584  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
585  * idle system the next event might even be infinite time into the
586  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
587  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
588  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
589  * wheel for the next timer event.
590  */
591 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
592 {
593         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
594
595         if (cpu == smp_processor_id())
596                 return;
597
598         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
599                 smp_send_reschedule(cpu);
600         else
601                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
602 }
603
604 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
605 {
606         /*
607          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
608          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
609          * If needed we can still optimize that later with an
610          * empty IRQ.
611          */
612         if (cpu_is_offline(cpu))
613                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
614         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
615                 if (cpu != smp_processor_id() ||
616                     tick_nohz_tick_stopped())
617                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
618                 return true;
619         }
620
621         return false;
622 }
623
624 /*
625  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
626  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
627  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
628  */
629 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
630 {
631         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
632                 wake_up_idle_cpu(cpu);
633 }
634
635 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
636 {
637         int cpu = smp_processor_id();
638
639         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
640                 return false;
641
642         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
643                 return true;
644
645         /*
646          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
647          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
648          */
649         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
650         return false;
651 }
652
653 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
654
655 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
656 {
657         return false;
658 }
659
660 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
661
662 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
663 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
664 {
665         int fifo_nr_running;
666
667         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
668         if (rq->dl.dl_nr_running)
669                 return false;
670
671         /*
672          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
673          * actual RR behaviour.
674          */
675         if (rq->rt.rr_nr_running) {
676                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
677                         return true;
678                 else
679                         return false;
680         }
681
682         /*
683          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
684          * forced preemption between FIFO tasks.
685          */
686         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
687         if (fifo_nr_running)
688                 return true;
689
690         /*
691          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
692          * if there's more than one we need the tick for involuntary
693          * preemption.
694          */
695         if (rq->nr_running > 1)
696                 return false;
697
698         return true;
699 }
700 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
701 #endif /* CONFIG_SMP */
702
703 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
704                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
705 /*
706  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
707  * node and @up when leaving it for the final time.
708  *
709  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
710  */
711 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
712                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
713 {
714         struct task_group *parent, *child;
715         int ret;
716
717         parent = from;
718
719 down:
720         ret = (*down)(parent, data);
721         if (ret)
722                 goto out;
723         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
724                 parent = child;
725                 goto down;
726
727 up:
728                 continue;
729         }
730         ret = (*up)(parent, data);
731         if (ret || parent == from)
732                 goto out;
733
734         child = parent;
735         parent = parent->parent;
736         if (parent)
737                 goto up;
738 out:
739         return ret;
740 }
741
742 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
743 {
744         return 0;
745 }
746 #endif
747
748 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
749 {
750         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
751         struct load_weight *load = &p->se.load;
752
753         /*
754          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
755          */
756         if (task_has_idle_policy(p)) {
757                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
758                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
759                 return;
760         }
761
762         /*
763          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
764          * weight
765          */
766         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
767                 reweight_task(p, prio);
768         } else {
769                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
770                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
771         }
772 }
773
774 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
775 /*
776  * Serializes updates of utilization clamp values
777  *
778  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
779  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
780  * support enqueue/dequeue operations.
781  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
782  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
783  * updates or API abuses.
784  */
785 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
786
787 /* Max allowed minimum utilization */
788 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
789
790 /* Max allowed maximum utilization */
791 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
792
793 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
794 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
795
796 /* Integer rounded range for each bucket */
797 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
798
799 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
800         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
801
802 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
803 {
804         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
805 }
806
807 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
808 {
809         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
810 }
811
812 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
813 {
814         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
815                 return 0;
816         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
817 }
818
819 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
820                                  unsigned int value, bool user_defined)
821 {
822         uc_se->value = value;
823         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
824         uc_se->user_defined = user_defined;
825 }
826
827 static inline unsigned int
828 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
829                   unsigned int clamp_value)
830 {
831         /*
832          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
833          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
834          * max-clamp.
835          */
836         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
837                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
838                 return clamp_value;
839         }
840
841         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
842 }
843
844 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
845                                      unsigned int clamp_value)
846 {
847         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
848         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
849                 return;
850
851         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
852 }
853
854 static inline
855 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
856                                    unsigned int clamp_value)
857 {
858         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
859         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
860
861         /*
862          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
863          * top most bucket with tasks in.
864          */
865         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
866                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
867                         continue;
868                 return bucket[bucket_id].value;
869         }
870
871         /* No tasks -- default clamp values */
872         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
873 }
874
875 static inline struct uclamp_se
876 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
877 {
878         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
879 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
880         struct uclamp_se uc_max;
881
882         /*
883          * Tasks in autogroups or root task group will be
884          * restricted by system defaults.
885          */
886         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
887                 return uc_req;
888         if (task_group(p) == &root_task_group)
889                 return uc_req;
890
891         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
892         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
893                 return uc_max;
894 #endif
895
896         return uc_req;
897 }
898
899 /*
900  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
901  * priority:
902  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
903  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
904  *   group or in an autogroup
905  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
906  */
907 static inline struct uclamp_se
908 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
909 {
910         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
911         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
912
913         /* System default restrictions always apply */
914         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
915                 return uc_max;
916
917         return uc_req;
918 }
919
920 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
921 {
922         struct uclamp_se uc_eff;
923
924         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
925         if (p->uclamp[clamp_id].active)
926                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
927
928         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
929
930         return (unsigned long)uc_eff.value;
931 }
932
933 /*
934  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
935  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
936  * updates the rq's clamp value if required.
937  *
938  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
939  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
940  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
941  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
942  */
943 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
944                                     enum uclamp_id clamp_id)
945 {
946         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
947         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
948         struct uclamp_bucket *bucket;
949
950         lockdep_assert_held(&rq->lock);
951
952         /* Update task effective clamp */
953         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
954
955         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
956         bucket->tasks++;
957         uc_se->active = true;
958
959         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
960
961         /*
962          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
963          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
964          */
965         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
966                 bucket->value = uc_se->value;
967
968         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
969                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
970 }
971
972 /*
973  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
974  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
975  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
976  *
977  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
978  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
979  * enforce the expected state and warn.
980  */
981 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
982                                     enum uclamp_id clamp_id)
983 {
984         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
985         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
986         struct uclamp_bucket *bucket;
987         unsigned int bkt_clamp;
988         unsigned int rq_clamp;
989
990         lockdep_assert_held(&rq->lock);
991
992         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
993         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
994         if (likely(bucket->tasks))
995                 bucket->tasks--;
996         uc_se->active = false;
997
998         /*
999          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1000          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1001          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1002          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1003          */
1004         if (likely(bucket->tasks))
1005                 return;
1006
1007         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1008         /*
1009          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1010          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1011          */
1012         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1013         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1014                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1015                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1016         }
1017 }
1018
1019 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1020 {
1021         enum uclamp_id clamp_id;
1022
1023         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1024                 return;
1025
1026         for_each_clamp_id(clamp_id)
1027                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1028
1029         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1030         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1031                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1032 }
1033
1034 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1035 {
1036         enum uclamp_id clamp_id;
1037
1038         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1039                 return;
1040
1041         for_each_clamp_id(clamp_id)
1042                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1043 }
1044
1045 static inline void
1046 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1047 {
1048         struct rq_flags rf;
1049         struct rq *rq;
1050
1051         /*
1052          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1053          *
1054          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1055          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1056          * enqueues, dequeues and migration operations.
1057          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1058          */
1059         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1060
1061         /*
1062          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1063          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1064          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1065          * it will already see the updated clamp bucket value.
1066          */
1067         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1068                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1069                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1070         }
1071
1072         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1073 }
1074
1075 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1076 static inline void
1077 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1078                            unsigned int clamps)
1079 {
1080         enum uclamp_id clamp_id;
1081         struct css_task_iter it;
1082         struct task_struct *p;
1083
1084         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1085         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1086                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1087                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1088                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1089                 }
1090         }
1091         css_task_iter_end(&it);
1092 }
1093
1094 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1095 static void uclamp_update_root_tg(void)
1096 {
1097         struct task_group *tg = &root_task_group;
1098
1099         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1100                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1101         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1102                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1103
1104         rcu_read_lock();
1105         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1106         rcu_read_unlock();
1107 }
1108 #else
1109 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1110 #endif
1111
1112 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1113                                 void __user *buffer, size_t *lenp,
1114                                 loff_t *ppos)
1115 {
1116         bool update_root_tg = false;
1117         int old_min, old_max;
1118         int result;
1119
1120         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1121         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1122         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1123
1124         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1125         if (result)
1126                 goto undo;
1127         if (!write)
1128                 goto done;
1129
1130         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1131             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1132                 result = -EINVAL;
1133                 goto undo;
1134         }
1135
1136         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1137                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1138                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1139                 update_root_tg = true;
1140         }
1141         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1142                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1143                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1144                 update_root_tg = true;
1145         }
1146
1147         if (update_root_tg)
1148                 uclamp_update_root_tg();
1149
1150         /*
1151          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1152          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1153          * task enqueue time.
1154          */
1155
1156         goto done;
1157
1158 undo:
1159         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1160         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1161 done:
1162         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1163
1164         return result;
1165 }
1166
1167 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1168                            const struct sched_attr *attr)
1169 {
1170         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1171         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1172
1173         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1174                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1175         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1176                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1177
1178         if (lower_bound > upper_bound)
1179                 return -EINVAL;
1180         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1181                 return -EINVAL;
1182
1183         return 0;
1184 }
1185
1186 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1187                                   const struct sched_attr *attr)
1188 {
1189         enum uclamp_id clamp_id;
1190
1191         /*
1192          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1193          * without a task-specific value.
1194          */
1195         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1196                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1197                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1198
1199                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1200                 if (uc_se->user_defined)
1201                         continue;
1202
1203                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1204                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1205                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1206
1207                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1208         }
1209
1210         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1211                 return;
1212
1213         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1214                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1215                               attr->sched_util_min, true);
1216         }
1217
1218         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1219                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1220                               attr->sched_util_max, true);
1221         }
1222 }
1223
1224 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1225 {
1226         enum uclamp_id clamp_id;
1227
1228         for_each_clamp_id(clamp_id)
1229                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1230
1231         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1232                 return;
1233
1234         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1235                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1236
1237                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1238                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1239                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1240
1241                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id], clamp_value, false);
1242         }
1243 }
1244
1245 static void __init init_uclamp(void)
1246 {
1247         struct uclamp_se uc_max = {};
1248         enum uclamp_id clamp_id;
1249         int cpu;
1250
1251         mutex_init(&uclamp_mutex);
1252
1253         for_each_possible_cpu(cpu) {
1254                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0,
1255                                 sizeof(struct uclamp_rq)*UCLAMP_CNT);
1256                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1257         }
1258
1259         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1260                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1261                               uclamp_none(clamp_id), false);
1262         }
1263
1264         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1265         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1266         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1267                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1268 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1269                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1270                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1271 #endif
1272         }
1273 }
1274
1275 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1276 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1277 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1278 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1279                                   const struct sched_attr *attr)
1280 {
1281         return -EOPNOTSUPP;
1282 }
1283 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1284                                   const struct sched_attr *attr) { }
1285 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1286 static inline void init_uclamp(void) { }
1287 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1288
1289 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1290 {
1291         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1292                 update_rq_clock(rq);
1293
1294         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1295                 sched_info_queued(rq, p);
1296                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1297         }
1298
1299         uclamp_rq_inc(rq, p);
1300         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1301 }
1302
1303 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1304 {
1305         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1306                 update_rq_clock(rq);
1307
1308         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1309                 sched_info_dequeued(rq, p);
1310                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1311         }
1312
1313         uclamp_rq_dec(rq, p);
1314         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1315 }
1316
1317 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1318 {
1319         if (task_contributes_to_load(p))
1320                 rq->nr_uninterruptible--;
1321
1322         enqueue_task(rq, p, flags);
1323
1324         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1325 }
1326
1327 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1328 {
1329         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1330
1331         if (task_contributes_to_load(p))
1332                 rq->nr_uninterruptible++;
1333
1334         dequeue_task(rq, p, flags);
1335 }
1336
1337 /*
1338  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1339  */
1340 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1341 {
1342         return p->static_prio;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1347  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1348  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1349  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1350  * estimator recalculates.
1351  */
1352 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1353 {
1354         int prio;
1355
1356         if (task_has_dl_policy(p))
1357                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1358         else if (task_has_rt_policy(p))
1359                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1360         else
1361                 prio = __normal_prio(p);
1362         return prio;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1367  * taken into account by the scheduler. This value might
1368  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1369  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1370  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1371  */
1372 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1373 {
1374         p->normal_prio = normal_prio(p);
1375         /*
1376          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1377          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1378          * to the normal priority:
1379          */
1380         if (!rt_prio(p->prio))
1381                 return p->normal_prio;
1382         return p->prio;
1383 }
1384
1385 /**
1386  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1387  * @p: the task in question.
1388  *
1389  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1390  */
1391 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1392 {
1393         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1398  * use the balance_callback list if you want balancing.
1399  *
1400  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1401  * balance_callback().
1402  */
1403 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1404                                        const struct sched_class *prev_class,
1405                                        int oldprio)
1406 {
1407         if (prev_class != p->sched_class) {
1408                 if (prev_class->switched_from)
1409                         prev_class->switched_from(rq, p);
1410
1411                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1412         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1413                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1414 }
1415
1416 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1417 {
1418         const struct sched_class *class;
1419
1420         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1421                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1422         } else {
1423                 for_each_class(class) {
1424                         if (class == rq->curr->sched_class)
1425                                 break;
1426                         if (class == p->sched_class) {
1427                                 resched_curr(rq);
1428                                 break;
1429                         }
1430                 }
1431         }
1432
1433         /*
1434          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1435          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1436          */
1437         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1438                 rq_clock_skip_update(rq);
1439 }
1440
1441 #ifdef CONFIG_SMP
1442
1443 /*
1444  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1445  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1446  */
1447 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1448 {
1449         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1450                 return false;
1451
1452         if (is_per_cpu_kthread(p))
1453                 return cpu_online(cpu);
1454
1455         return cpu_active(cpu);
1456 }
1457
1458 /*
1459  * This is how migration works:
1460  *
1461  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1462  *    stop_one_cpu().
1463  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1464  *    off the CPU)
1465  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1466  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1467  *    it and puts it into the right queue.
1468  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1469  *    is done.
1470  */
1471
1472 /*
1473  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1474  *
1475  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1476  */
1477 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1478                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1479 {
1480         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1481
1482         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1483         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1484         set_task_cpu(p, new_cpu);
1485         rq_unlock(rq, rf);
1486
1487         rq = cpu_rq(new_cpu);
1488
1489         rq_lock(rq, rf);
1490         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1491         enqueue_task(rq, p, 0);
1492         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1493         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1494
1495         return rq;
1496 }
1497
1498 struct migration_arg {
1499         struct task_struct *task;
1500         int dest_cpu;
1501 };
1502
1503 /*
1504  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1505  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1506  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1507  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1508  *
1509  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1510  * as the task is no longer on this CPU.
1511  */
1512 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1513                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1514 {
1515         /* Affinity changed (again). */
1516         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1517                 return rq;
1518
1519         update_rq_clock(rq);
1520         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1521
1522         return rq;
1523 }
1524
1525 /*
1526  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1527  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1528  * 'pushing' onto another runqueue.
1529  */
1530 static int migration_cpu_stop(void *data)
1531 {
1532         struct migration_arg *arg = data;
1533         struct task_struct *p = arg->task;
1534         struct rq *rq = this_rq();
1535         struct rq_flags rf;
1536
1537         /*
1538          * The original target CPU might have gone down and we might
1539          * be on another CPU but it doesn't matter.
1540          */
1541         local_irq_disable();
1542         /*
1543          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1544          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1545          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1546          */
1547         sched_ttwu_pending();
1548
1549         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1550         rq_lock(rq, &rf);
1551         /*
1552          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1553          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1554          * we're holding p->pi_lock.
1555          */
1556         if (task_rq(p) == rq) {
1557                 if (task_on_rq_queued(p))
1558                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1559                 else
1560                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1561         }
1562         rq_unlock(rq, &rf);
1563         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1564
1565         local_irq_enable();
1566         return 0;
1567 }
1568
1569 /*
1570  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1571  * actually call this function.
1572  */
1573 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1574 {
1575         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1576         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1577 }
1578
1579 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1580 {
1581         struct rq *rq = task_rq(p);
1582         bool queued, running;
1583
1584         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1585
1586         queued = task_on_rq_queued(p);
1587         running = task_current(rq, p);
1588
1589         if (queued) {
1590                 /*
1591                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1592                  * holding rq->lock.
1593                  */
1594                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1595                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1596         }
1597         if (running)
1598                 put_prev_task(rq, p);
1599
1600         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1601
1602         if (queued)
1603                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1604         if (running)
1605                 set_next_task(rq, p);
1606 }
1607
1608 /*
1609  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1610  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1611  * is removed from the allowed bitmask.
1612  *
1613  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1614  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1615  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1616  */
1617 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1618                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1619 {
1620         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1621         unsigned int dest_cpu;
1622         struct rq_flags rf;
1623         struct rq *rq;
1624         int ret = 0;
1625
1626         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1627         update_rq_clock(rq);
1628
1629         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1630                 /*
1631                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1632                  */
1633                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1634         }
1635
1636         /*
1637          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1638          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1639          */
1640         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1641                 ret = -EINVAL;
1642                 goto out;
1643         }
1644
1645         if (cpumask_equal(p->cpus_ptr, new_mask))
1646                 goto out;
1647
1648         /*
1649          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1650          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1651          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1652          */
1653         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1654         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1655                 ret = -EINVAL;
1656                 goto out;
1657         }
1658
1659         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1660
1661         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1662                 /*
1663                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1664                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1665                  */
1666                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1667                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1668                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1669         }
1670
1671         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1672         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1673                 goto out;
1674
1675         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1676                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1677                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1678                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1679                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1680                 return 0;
1681         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1682                 /*
1683                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1684                  * afterwards anyway.
1685                  */
1686                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1687         }
1688 out:
1689         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1690
1691         return ret;
1692 }
1693
1694 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1695 {
1696         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1697 }
1698 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1699
1700 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1701 {
1702 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1703         /*
1704          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1705          * ttwu() will sort out the placement.
1706          */
1707         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1708                         !p->on_rq);
1709
1710         /*
1711          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1712          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1713          * time relying on p->on_rq.
1714          */
1715         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1716                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1717                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1718
1719 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1720         /*
1721          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1722          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1723          *
1724          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1725          * see task_group().
1726          *
1727          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1728          * task_rq_lock().
1729          */
1730         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1731                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1732 #endif
1733         /*
1734          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1735          */
1736         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1737 #endif
1738
1739         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1740
1741         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1742                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1743                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1744                 p->se.nr_migrations++;
1745                 rseq_migrate(p);
1746                 perf_event_task_migrate(p);
1747         }
1748
1749         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1750 }
1751
1752 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1753 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1754 {
1755         if (task_on_rq_queued(p)) {
1756                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1757                 struct rq_flags srf, drf;
1758
1759                 src_rq = task_rq(p);
1760                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1761
1762                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1763                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1764
1765                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1766                 set_task_cpu(p, cpu);
1767                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1768                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1769
1770                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1771                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1772
1773         } else {
1774                 /*
1775                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1776                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1777                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1778                  */
1779                 p->wake_cpu = cpu;
1780         }
1781 }
1782
1783 struct migration_swap_arg {
1784         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1785         int src_cpu, dst_cpu;
1786 };
1787
1788 static int migrate_swap_stop(void *data)
1789 {
1790         struct migration_swap_arg *arg = data;
1791         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1792         int ret = -EAGAIN;
1793
1794         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1795                 return -EAGAIN;
1796
1797         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1798         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1799
1800         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1801                         &arg->dst_task->pi_lock);
1802         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1803
1804         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1805                 goto unlock;
1806
1807         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1808                 goto unlock;
1809
1810         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1811                 goto unlock;
1812
1813         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1814                 goto unlock;
1815
1816         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1817         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1818
1819         ret = 0;
1820
1821 unlock:
1822         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1823         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1824         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1825
1826         return ret;
1827 }
1828
1829 /*
1830  * Cross migrate two tasks
1831  */
1832 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1833                 int target_cpu, int curr_cpu)
1834 {
1835         struct migration_swap_arg arg;
1836         int ret = -EINVAL;
1837
1838         arg = (struct migration_swap_arg){
1839                 .src_task = cur,
1840                 .src_cpu = curr_cpu,
1841                 .dst_task = p,
1842                 .dst_cpu = target_cpu,
1843         };
1844
1845         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1846                 goto out;
1847
1848         /*
1849          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1850          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1851          */
1852         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1853                 goto out;
1854
1855         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1856                 goto out;
1857
1858         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1859                 goto out;
1860
1861         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1862         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1863
1864 out:
1865         return ret;
1866 }
1867 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1868
1869 /*
1870  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1871  *
1872  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1873  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1874  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1875  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1876  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1877  * @p has remained unscheduled the whole time.
1878  *
1879  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1880  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1881  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1882  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1883  * waiting to become inactive.
1884  */
1885 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1886 {
1887         int running, queued;
1888         struct rq_flags rf;
1889         unsigned long ncsw;
1890         struct rq *rq;
1891
1892         for (;;) {
1893                 /*
1894                  * We do the initial early heuristics without holding
1895                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1896                  * the runqueue lock when things look like they will
1897                  * work out!
1898                  */
1899                 rq = task_rq(p);
1900
1901                 /*
1902                  * If the task is actively running on another CPU
1903                  * still, just relax and busy-wait without holding
1904                  * any locks.
1905                  *
1906                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1907                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1908                  * But we don't care, since "task_running()" will
1909                  * return false if the runqueue has changed and p
1910                  * is actually now running somewhere else!
1911                  */
1912                 while (task_running(rq, p)) {
1913                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1914                                 return 0;
1915                         cpu_relax();
1916                 }
1917
1918                 /*
1919                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1920                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1921                  * just go back and repeat.
1922                  */
1923                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1924                 trace_sched_wait_task(p);
1925                 running = task_running(rq, p);
1926                 queued = task_on_rq_queued(p);
1927                 ncsw = 0;
1928                 if (!match_state || p->state == match_state)
1929                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1930                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1931
1932                 /*
1933                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1934                  */
1935                 if (unlikely(!ncsw))
1936                         break;
1937
1938                 /*
1939                  * Was it really running after all now that we
1940                  * checked with the proper locks actually held?
1941                  *
1942                  * Oops. Go back and try again..
1943                  */
1944                 if (unlikely(running)) {
1945                         cpu_relax();
1946                         continue;
1947                 }
1948
1949                 /*
1950                  * It's not enough that it's not actively running,
1951                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1952                  * preempted!
1953                  *
1954                  * So if it was still runnable (but just not actively
1955                  * running right now), it's preempted, and we should
1956                  * yield - it could be a while.
1957                  */
1958                 if (unlikely(queued)) {
1959                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1960
1961                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1962                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1963                         continue;
1964                 }
1965
1966                 /*
1967                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1968                  * runnable, which means that it will never become
1969                  * running in the future either. We're all done!
1970                  */
1971                 break;
1972         }
1973
1974         return ncsw;
1975 }
1976
1977 /***
1978  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1979  * @p: the to-be-kicked thread
1980  *
1981  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1982  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1983  *
1984  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1985  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1986  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1987  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1988  * achieved as well.
1989  */
1990 void kick_process(struct task_struct *p)
1991 {
1992         int cpu;
1993
1994         preempt_disable();
1995         cpu = task_cpu(p);
1996         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1997                 smp_send_reschedule(cpu);
1998         preempt_enable();
1999 }
2000 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2001
2002 /*
2003  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2004  *
2005  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2006  *
2007  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2008  *
2009  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2010  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2011  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2012  *    see it.
2013  *
2014  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2015  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2016  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2017  *    off.
2018  *
2019  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2020  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2021  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2022  * to satisfy the above rules.
2023  */
2024 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2025 {
2026         int nid = cpu_to_node(cpu);
2027         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2028         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2029         int dest_cpu;
2030
2031         /*
2032          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2033          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2034          * select the CPU on the other node.
2035          */
2036         if (nid != -1) {
2037                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2038
2039                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2040                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2041                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2042                                 continue;
2043                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2044                                 return dest_cpu;
2045                 }
2046         }
2047
2048         for (;;) {
2049                 /* Any allowed, online CPU? */
2050                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2051                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2052                                 continue;
2053
2054                         goto out;
2055                 }
2056
2057                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2058                 switch (state) {
2059                 case cpuset:
2060                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2061                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2062                                 state = possible;
2063                                 break;
2064                         }
2065                         /* Fall-through */
2066                 case possible:
2067                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2068                         state = fail;
2069                         break;
2070
2071                 case fail:
2072                         BUG();
2073                         break;
2074                 }
2075         }
2076
2077 out:
2078         if (state != cpuset) {
2079                 /*
2080                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2081                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2082                  * leave kernel.
2083                  */
2084                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2085                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2086                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2087                 }
2088         }
2089
2090         return dest_cpu;
2091 }
2092
2093 /*
2094  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2095  */
2096 static inline
2097 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2098 {
2099         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2100
2101         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2102                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2103         else
2104                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2105
2106         /*
2107          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2108          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2109          * CPU.
2110          *
2111          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2112          *
2113          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2114          *   not worry about this generic constraint ]
2115          */
2116         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2117                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2118
2119         return cpu;
2120 }
2121
2122 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2123 {
2124         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2125         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2126
2127         if (stop) {
2128                 /*
2129                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2130                  * userspace knows about and won't get confused about.
2131                  *
2132                  * Also, it will make PI more or less work without too
2133                  * much confusion -- but then, stop work should not
2134                  * rely on PI working anyway.
2135                  */
2136                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2137
2138                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2139         }
2140
2141         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2142
2143         if (old_stop) {
2144                 /*
2145                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2146                  * it can die in pieces.
2147                  */
2148                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2149         }
2150 }
2151
2152 #else
2153
2154 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2155                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2156 {
2157         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2158 }
2159
2160 #endif /* CONFIG_SMP */
2161
2162 static void
2163 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2164 {
2165         struct rq *rq;
2166
2167         if (!schedstat_enabled())
2168                 return;
2169
2170         rq = this_rq();
2171
2172 #ifdef CONFIG_SMP
2173         if (cpu == rq->cpu) {
2174                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2175                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2176         } else {
2177                 struct sched_domain *sd;
2178
2179                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2180                 rcu_read_lock();
2181                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2182                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2183                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2184                                 break;
2185                         }
2186                 }
2187                 rcu_read_unlock();
2188         }
2189
2190         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2191                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2192 #endif /* CONFIG_SMP */
2193
2194         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2195         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2196
2197         if (wake_flags & WF_SYNC)
2198                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2199 }
2200
2201 /*
2202  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2203  */
2204 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2205                            struct rq_flags *rf)
2206 {
2207         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2208         p->state = TASK_RUNNING;
2209         trace_sched_wakeup(p);
2210
2211 #ifdef CONFIG_SMP
2212         if (p->sched_class->task_woken) {
2213                 /*
2214                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2215                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2216                  */
2217                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2218                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2219                 rq_repin_lock(rq, rf);
2220         }
2221
2222         if (rq->idle_stamp) {
2223                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2224                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2225
2226                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2227
2228                 if (rq->avg_idle > max)
2229                         rq->avg_idle = max;
2230
2231                 rq->idle_stamp = 0;
2232         }
2233 #endif
2234 }
2235
2236 static void
2237 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2238                  struct rq_flags *rf)
2239 {
2240         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2241
2242         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2243
2244 #ifdef CONFIG_SMP
2245         if (p->sched_contributes_to_load)
2246                 rq->nr_uninterruptible--;
2247
2248         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2249                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2250 #endif
2251
2252         activate_task(rq, p, en_flags);
2253         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2254 }
2255
2256 /*
2257  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2258  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2259  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2260  * the task is still ->on_rq.
2261  */
2262 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2263 {
2264         struct rq_flags rf;
2265         struct rq *rq;
2266         int ret = 0;
2267
2268         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2269         if (task_on_rq_queued(p)) {
2270                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2271                 update_rq_clock(rq);
2272                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2273                 ret = 1;
2274         }
2275         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2276
2277         return ret;
2278 }
2279
2280 #ifdef CONFIG_SMP
2281 void sched_ttwu_pending(void)
2282 {
2283         struct rq *rq = this_rq();
2284         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2285         struct task_struct *p, *t;
2286         struct rq_flags rf;
2287
2288         if (!llist)
2289                 return;
2290
2291         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2292         update_rq_clock(rq);
2293
2294         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2295                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2296
2297         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2298 }
2299
2300 void scheduler_ipi(void)
2301 {
2302         /*
2303          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2304          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2305          * this IPI.
2306          */
2307         preempt_fold_need_resched();
2308
2309         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2310                 return;
2311
2312         /*
2313          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2314          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2315          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2316          * we do call them.
2317          *
2318          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2319          * properly.
2320          *
2321          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2322          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2323          * somewhat pessimize the simple resched case.
2324          */
2325         irq_enter();
2326         sched_ttwu_pending();
2327
2328         /*
2329          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2330          */
2331         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2332                 this_rq()->idle_balance = 1;
2333                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2334         }
2335         irq_exit();
2336 }
2337
2338 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2339 {
2340         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2341
2342         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2343
2344         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2345                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2346                         smp_send_reschedule(cpu);
2347                 else
2348                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2349         }
2350 }
2351
2352 void wake_up_if_idle(int cpu)
2353 {
2354         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2355         struct rq_flags rf;
2356
2357         rcu_read_lock();
2358
2359         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2360                 goto out;
2361
2362         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2363                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2364         } else {
2365                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2366                 if (is_idle_task(rq->curr))
2367                         smp_send_reschedule(cpu);
2368                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2369                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2370         }
2371
2372 out:
2373         rcu_read_unlock();
2374 }
2375
2376 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2377 {
2378         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2379 }
2380 #endif /* CONFIG_SMP */
2381
2382 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2383 {
2384         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2385         struct rq_flags rf;
2386
2387 #if defined(CONFIG_SMP)
2388         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2389                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2390                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2391                 return;
2392         }
2393 #endif
2394
2395         rq_lock(rq, &rf);
2396         update_rq_clock(rq);
2397         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2398         rq_unlock(rq, &rf);
2399 }
2400
2401 /*
2402  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2403  *
2404  *  MIGRATION
2405  *
2406  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2407  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2408  * execution on its new CPU [c1].
2409  *
2410  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2411  *
2412  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2413  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2414  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2415  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2416  *
2417  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2418  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2419  *
2420  * Example:
2421  *
2422  *   CPU0            CPU1            CPU2
2423  *
2424  *   LOCK rq(0)->lock
2425  *   sched-out X
2426  *   sched-in Y
2427  *   UNLOCK rq(0)->lock
2428  *
2429  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2430  *                                   dequeue X
2431  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2432  *
2433  *                                   LOCK rq(1)->lock
2434  *                                   enqueue X
2435  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2436  *
2437  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2438  *                   sched-out Z
2439  *                   sched-in X
2440  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2441  *
2442  *
2443  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2444  *
2445  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2446  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2447  * chain to provide order. Instead we do:
2448  *
2449  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2450  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2451  *
2452  * Example:
2453  *
2454  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2455  *
2456  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2457  *   dequeue X
2458  *   sched-out X
2459  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2460  *
2461  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2462  *                    X->state = WAKING
2463  *                    set_task_cpu(X,2)
2464  *
2465  *                    LOCK rq(2)->lock
2466  *                    enqueue X
2467  *                    X->state = RUNNING
2468  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2469  *
2470  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2471  *                                          sched-out Z
2472  *                                          sched-in X
2473  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2474  *
2475  *                    UNLOCK X->pi_lock
2476  *   UNLOCK rq(0)->lock
2477  *
2478  *
2479  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2480  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2481  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2482  */
2483
2484 /**
2485  * try_to_wake_up - wake up a thread
2486  * @p: the thread to be awakened
2487  * @state: the mask of task states that can be woken
2488  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2489  *
2490  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2491  *
2492  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2493  *
2494  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2495  * set_current_state().
2496  *
2497  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2498  * state; see set_current_state().
2499  *
2500  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2501  *         %false otherwise.
2502  */
2503 static int
2504 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2505 {
2506         unsigned long flags;
2507         int cpu, success = 0;
2508
2509         preempt_disable();
2510         if (p == current) {
2511                 /*
2512                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2513                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2514                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2515                  * without taking any locks.
2516                  *
2517                  * In particular:
2518                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2519                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2520                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2521                  */
2522                 if (!(p->state & state))
2523                         goto out;
2524
2525                 success = 1;
2526                 cpu = task_cpu(p);
2527                 trace_sched_waking(p);
2528                 p->state = TASK_RUNNING;
2529                 trace_sched_wakeup(p);
2530                 goto out;
2531         }
2532
2533         /*
2534          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2535          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2536          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2537          * set_current_state() the waiting thread does.
2538          */
2539         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2540         smp_mb__after_spinlock();
2541         if (!(p->state & state))
2542                 goto unlock;
2543
2544         trace_sched_waking(p);
2545
2546         /* We're going to change ->state: */
2547         success = 1;
2548         cpu = task_cpu(p);
2549
2550         /*
2551          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2552          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2553          * in smp_cond_load_acquire() below.
2554          *
2555          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2556          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2557          *   UNLOCK rq->lock
2558          *
2559          * __schedule() (switch to task 'p')
2560          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2561          *   smp_mb__after_spinlock();
2562          *   UNLOCK rq->lock
2563          *
2564          * [task p]
2565          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2566          *
2567          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2568          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2569          */
2570         smp_rmb();
2571         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2572                 goto unlock;
2573
2574 #ifdef CONFIG_SMP
2575         /*
2576          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2577          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2578          *
2579          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2580          * from the runqueue.
2581          *
2582          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2583          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2584          *   UNLOCK rq->lock
2585          *
2586          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2587          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2588          *   smp_mb__after_spinlock();
2589          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2590          *
2591          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2592          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2593          */
2594         smp_rmb();
2595
2596         /*
2597          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2598          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2599          *
2600          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2601          *
2602          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2603          * their previous state and preserve Program Order.
2604          */
2605         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2606
2607         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2608         p->state = TASK_WAKING;
2609
2610         if (p->in_iowait) {
2611                 delayacct_blkio_end(p);
2612                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2613         }
2614
2615         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2616         if (task_cpu(p) != cpu) {
2617                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2618                 psi_ttwu_dequeue(p);
2619                 set_task_cpu(p, cpu);
2620         }
2621
2622 #else /* CONFIG_SMP */
2623
2624         if (p->in_iowait) {
2625                 delayacct_blkio_end(p);
2626                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2627         }
2628
2629 #endif /* CONFIG_SMP */
2630
2631         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2632 unlock:
2633         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2634 out:
2635         if (success)
2636                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2637         preempt_enable();
2638
2639         return success;
2640 }
2641
2642 /**
2643  * wake_up_process - Wake up a specific process
2644  * @p: The process to be woken up.
2645  *
2646  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2647  * processes.
2648  *
2649  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2650  *
2651  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2652  */
2653 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2654 {
2655         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2656 }
2657 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2658
2659 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2660 {
2661         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2662 }
2663
2664 /*
2665  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2666  * p is forked by current.
2667  *
2668  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2669  */
2670 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2671 {
2672         p->on_rq                        = 0;
2673
2674         p->se.on_rq                     = 0;
2675         p->se.exec_start                = 0;
2676         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2677         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2678         p->se.nr_migrations             = 0;
2679         p->se.vruntime                  = 0;
2680         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2681
2682 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2683         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2684 #endif
2685
2686 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2687         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2688         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2689 #endif
2690
2691         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2692         init_dl_task_timer(&p->dl);
2693         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2694         __dl_clear_params(p);
2695
2696         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2697         p->rt.timeout           = 0;
2698         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2699         p->rt.on_rq             = 0;
2700         p->rt.on_list           = 0;
2701
2702 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2703         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2704 #endif
2705
2706 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2707         p->capture_control = NULL;
2708 #endif
2709         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2710 }
2711
2712 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2713
2714 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2715
2716 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2717 {
2718         if (enabled)
2719                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2720         else
2721                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2722 }
2723
2724 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2725 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2726                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2727 {
2728         struct ctl_table t;
2729         int err;
2730         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2731
2732         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2733                 return -EPERM;
2734
2735         t = *table;
2736         t.data = &state;
2737         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2738         if (err < 0)
2739                 return err;
2740         if (write)
2741                 set_numabalancing_state(state);
2742         return err;
2743 }
2744 #endif
2745 #endif
2746
2747 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2748
2749 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2750 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2751
2752 static void set_schedstats(bool enabled)
2753 {
2754         if (enabled)
2755                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2756         else
2757                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2758 }
2759
2760 void force_schedstat_enabled(void)
2761 {
2762         if (!schedstat_enabled()) {
2763                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2764                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2765         }
2766 }
2767
2768 static int __init setup_schedstats(char *str)
2769 {
2770         int ret = 0;
2771         if (!str)
2772                 goto out;
2773
2774         /*
2775          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2776          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2777          * variable so init_schedstats() can do it later.
2778          */
2779         if (!strcmp(str, "enable")) {
2780                 __sched_schedstats = true;
2781                 ret = 1;
2782         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2783                 __sched_schedstats = false;
2784                 ret = 1;
2785         }
2786 out:
2787         if (!ret)
2788                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2789
2790         return ret;
2791 }
2792 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2793
2794 static void __init init_schedstats(void)
2795 {
2796         set_schedstats(__sched_schedstats);
2797 }
2798
2799 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2800 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2801                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2802 {
2803         struct ctl_table t;
2804         int err;
2805         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2806
2807         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2808                 return -EPERM;
2809
2810         t = *table;
2811         t.data = &state;
2812         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2813         if (err < 0)
2814                 return err;
2815         if (write)
2816                 set_schedstats(state);
2817         return err;
2818 }
2819 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2820 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2821 static inline void init_schedstats(void) {}
2822 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2823
2824 /*
2825  * fork()/clone()-time setup:
2826  */
2827 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2828 {
2829         unsigned long flags;
2830
2831         __sched_fork(clone_flags, p);
2832         /*
2833          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2834          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2835          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2836          */
2837         p->state = TASK_NEW;
2838
2839         /*
2840          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2841          */
2842         p->prio = current->normal_prio;
2843
2844         uclamp_fork(p);
2845
2846         /*
2847          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2848          */
2849         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2850                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2851                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2852                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2853                         p->rt_priority = 0;
2854                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2855                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2856
2857                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2858                 set_load_weight(p, false);
2859
2860                 /*
2861                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2862                  * fulfilled its duty:
2863                  */
2864                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2865         }
2866
2867         if (dl_prio(p->prio))
2868                 return -EAGAIN;
2869         else if (rt_prio(p->prio))
2870                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2871         else
2872                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2873
2874         init_entity_runnable_average(&p->se);
2875
2876         /*
2877          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2878          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2879          * is ran before sched_fork().
2880          *
2881          * Silence PROVE_RCU.
2882          */
2883         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2884         /*
2885          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2886          * so use __set_task_cpu().
2887          */
2888         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2889         if (p->sched_class->task_fork)
2890                 p->sched_class->task_fork(p);
2891         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2892
2893 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2894         if (likely(sched_info_on()))
2895                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2896 #endif
2897 #if defined(CONFIG_SMP)
2898         p->on_cpu = 0;
2899 #endif
2900         init_task_preempt_count(p);
2901 #ifdef CONFIG_SMP
2902         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2903         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2904 #endif
2905         return 0;
2906 }
2907
2908 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2909 {
2910         if (runtime == RUNTIME_INF)
2911                 return BW_UNIT;
2912
2913         /*
2914          * Doing this here saves a lot of checks in all
2915          * the calling paths, and returning zero seems
2916          * safe for them anyway.
2917          */
2918         if (period == 0)
2919                 return 0;
2920
2921         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2922 }
2923
2924 /*
2925  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2926  *
2927  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2928  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2929  * on the runqueue and wakes it.
2930  */
2931 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2932 {
2933         struct rq_flags rf;
2934         struct rq *rq;
2935
2936         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2937         p->state = TASK_RUNNING;
2938 #ifdef CONFIG_SMP
2939         /*
2940          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2941          *  - cpus_ptr can change in the fork path
2942          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2943          *
2944          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2945          * as we're not fully set-up yet.
2946          */
2947         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2948         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2949 #endif
2950         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2951         update_rq_clock(rq);
2952         post_init_entity_util_avg(p);
2953
2954         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2955         trace_sched_wakeup_new(p);
2956         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2957 #ifdef CONFIG_SMP
2958         if (p->sched_class->task_woken) {
2959                 /*
2960                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2961                  * drop it.
2962                  */
2963                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2964                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2965                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2966         }
2967 #endif
2968         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2969 }
2970
2971 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2972
2973 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2974
2975 void preempt_notifier_inc(void)
2976 {
2977         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2978 }
2979 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2980
2981 void preempt_notifier_dec(void)
2982 {
2983         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2984 }
2985 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2986
2987 /**
2988  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2989  * @notifier: notifier struct to register
2990  */
2991 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2992 {
2993         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2994                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2995
2996         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2997 }
2998 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2999
3000 /**
3001  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3002  * @notifier: notifier struct to unregister
3003  *
3004  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3005  */
3006 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3007 {
3008         hlist_del(&notifier->link);
3009 }
3010 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3011
3012 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3013 {
3014         struct preempt_notifier *notifier;
3015
3016         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3017                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3018 }
3019
3020 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3021 {
3022         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3023                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3024 }
3025
3026 static void
3027 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3028                                    struct task_struct *next)
3029 {
3030         struct preempt_notifier *notifier;
3031
3032         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3033                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3034 }
3035
3036 static __always_inline void
3037 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3038                                  struct task_struct *next)
3039 {
3040         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3041                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3042 }
3043
3044 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3045
3046 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3047 {
3048 }
3049
3050 static inline void
3051 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3052                                  struct task_struct *next)
3053 {
3054 }
3055
3056 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3057
3058 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3059 {
3060 #ifdef CONFIG_SMP
3061         /*
3062          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3063          * such that any running task will have this set.
3064          */
3065         next->on_cpu = 1;
3066 #endif
3067 }
3068
3069 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3070 {
3071 #ifdef CONFIG_SMP
3072         /*
3073          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3074          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3075          * finished.
3076          *
3077          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3078          * happen before this.
3079          *
3080          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3081          */
3082         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3083 #endif
3084 }
3085
3086 static inline void
3087 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3088 {
3089         /*
3090          * Since the runqueue lock will be released by the next
3091          * task (which is an invalid locking op but in the case
3092          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3093          * do an early lockdep release here:
3094          */
3095         rq_unpin_lock(rq, rf);
3096         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3097 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3098         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3099         rq->lock.owner = next;
3100 #endif
3101 }
3102
3103 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3104 {
3105         /*
3106          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3107          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3108          * prev into current:
3109          */
3110         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3111         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3112 }
3113
3114 /*
3115  * NOP if the arch has not defined these:
3116  */
3117
3118 #ifndef prepare_arch_switch
3119 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3120 #endif
3121
3122 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3123 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3124 #endif
3125
3126 /**
3127  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3128  * @rq: the runqueue preparing to switch
3129  * @prev: the current task that is being switched out
3130  * @next: the task we are going to switch to.
3131  *
3132  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3133  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3134  * switch.
3135  *
3136  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3137  * hooks.
3138  */
3139 static inline void
3140 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3141                     struct task_struct *next)
3142 {
3143         kcov_prepare_switch(prev);
3144         sched_info_switch(rq, prev, next);
3145         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3146         rseq_preempt(prev);
3147         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3148         prepare_task(next);
3149         prepare_arch_switch(next);
3150 }
3151
3152 /**
3153  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3154  * @prev: the thread we just switched away from.
3155  *
3156  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3157  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3158  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3159  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3160  *
3161  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3162  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3163  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3164  * details.)
3165  *
3166  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3167  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3168  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3169  * because prev may have moved to another CPU.
3170  */
3171 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3172         __releases(rq->lock)
3173 {
3174         struct rq *rq = this_rq();
3175         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3176         long prev_state;
3177
3178         /*
3179          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3180          * because it left us after:
3181          *
3182          *      schedule()
3183          *        preempt_disable();                    // 1
3184          *        __schedule()
3185          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3186          *
3187          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3188          */
3189         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3190                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3191                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3192                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3193
3194         rq->prev_mm = NULL;
3195
3196         /*
3197          * A task struct has one reference for the use as "current".
3198          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3199          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3200          * the scheduled task must drop that reference.
3201          *
3202          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3203          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3204          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3205          * transition, resulting in a double drop.
3206          */
3207         prev_state = prev->state;
3208         vtime_task_switch(prev);
3209         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3210         finish_task(prev);
3211         finish_lock_switch(rq);
3212         finish_arch_post_lock_switch();
3213         kcov_finish_switch(current);
3214
3215         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3216         /*
3217          * When switching through a kernel thread, the loop in
3218          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3219          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3220          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3221          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3222          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3223          *
3224          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3225          *   provided by mmdrop(),
3226          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3227          */
3228         if (mm) {
3229                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3230                 mmdrop(mm);
3231         }
3232         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3233                 if (prev->sched_class->task_dead)
3234                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3235
3236                 /*
3237                  * Remove function-return probe instances associated with this
3238                  * task and put them back on the free list.
3239                  */
3240                 kprobe_flush_task(prev);
3241
3242                 /* Task is done with its stack. */
3243                 put_task_stack(prev);
3244
3245                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3246         }
3247
3248         tick_nohz_task_switch();
3249         return rq;
3250 }
3251
3252 #ifdef CONFIG_SMP
3253
3254 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3255 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3256 {
3257         struct callback_head *head, *next;
3258         void (*func)(struct rq *rq);
3259         unsigned long flags;
3260
3261         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3262         head = rq->balance_callback;
3263         rq->balance_callback = NULL;
3264         while (head) {
3265                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3266                 next = head->next;
3267                 head->next = NULL;
3268                 head = next;
3269
3270                 func(rq);
3271         }
3272         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3273 }
3274
3275 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3276 {
3277         if (unlikely(rq->balance_callback))
3278                 __balance_callback(rq);
3279 }
3280
3281 #else
3282
3283 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3284 {
3285 }
3286
3287 #endif
3288
3289 /**
3290  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3291  * @prev: the thread we just switched away from.
3292  */
3293 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3294         __releases(rq->lock)
3295 {
3296         struct rq *rq;
3297
3298         /*
3299          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3300          * finish_task_switch() for details.
3301          *
3302          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3303          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3304          * PREEMPT_COUNT kernels).
3305          */
3306
3307         rq = finish_task_switch(prev);
3308         balance_callback(rq);
3309         preempt_enable();
3310
3311         if (current->set_child_tid)
3312                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3313
3314         calculate_sigpending();
3315 }
3316
3317 /*
3318  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3319  */
3320 static __always_inline struct rq *
3321 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3322                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3323 {
3324         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3325
3326         /*
3327          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3328          * combine the page table reload and the switch backend into
3329          * one hypercall.
3330          */
3331         arch_start_context_switch(prev);
3332
3333         /*
3334          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3335          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3336          *
3337          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3338          *   user ->   user   switch
3339          */
3340         if (!next->mm) {                                // to kernel
3341                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3342
3343                 next->active_mm = prev->active_mm;
3344                 if (prev->mm)                           // from user
3345                         mmgrab(prev->active_mm);
3346                 else
3347                         prev->active_mm = NULL;
3348         } else {                                        // to user
3349                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3350                 /*
3351                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3352                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3353                  *
3354                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3355                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3356                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3357                  */
3358                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3359
3360                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3361                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3362                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3363                         prev->active_mm = NULL;
3364                 }
3365         }
3366
3367         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3368
3369         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3370
3371         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3372         switch_to(prev, next, prev);
3373         barrier();
3374
3375         return finish_task_switch(prev);
3376 }
3377
3378 /*
3379  * nr_running and nr_context_switches:
3380  *
3381  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3382  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3383  */
3384 unsigned long nr_running(void)
3385 {
3386         unsigned long i, sum = 0;
3387
3388         for_each_online_cpu(i)
3389                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3390
3391         return sum;
3392 }
3393
3394 /*
3395  * Check if only the current task is running on the CPU.
3396  *
3397  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3398  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3399  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3400  *
3401  * - from a non-preemptible section (of course)
3402  *
3403  * - from a thread that is bound to a single CPU
3404  *
3405  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3406  */
3407 bool single_task_running(void)
3408 {
3409         return raw_rq()->nr_running == 1;
3410 }
3411 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3412
3413 unsigned long long nr_context_switches(void)
3414 {
3415         int i;
3416         unsigned long long sum = 0;
3417
3418         for_each_possible_cpu(i)
3419                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3420
3421         return sum;
3422 }
3423
3424 /*
3425  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3426  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3427  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3428  * it does become runnable.
3429  */
3430
3431 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3432 {
3433         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3434 }
3435
3436 /*
3437  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3438  *
3439  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3440  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3441  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3442  *
3443  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3444  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3445  * running and we'd not be idle.
3446  *
3447  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3448  * is broken.
3449  *
3450  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3451  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3452  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3453  * utilising both CPUs.
3454  *
3455  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3456  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3457  *
3458  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3459  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3460  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3461  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3462  *
3463  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3464  */
3465
3466 unsigned long nr_iowait(void)
3467 {
3468         unsigned long i, sum = 0;
3469
3470         for_each_possible_cpu(i)
3471                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3472
3473         return sum;
3474 }
3475
3476 #ifdef CONFIG_SMP
3477
3478 /*
3479  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3480  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3481  */
3482 void sched_exec(void)
3483 {
3484         struct task_struct *p = current;
3485         unsigned long flags;
3486         int dest_cpu;
3487
3488         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3489         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3490         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3491                 goto unlock;
3492
3493         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3494                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3495
3496                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3497                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3498                 return;
3499         }
3500 unlock:
3501         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3502 }
3503
3504 #endif
3505
3506 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3507 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3508
3509 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3510 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3511
3512 /*
3513  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3514  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3515  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3516  * Prefetching this data results in improved performance.
3517  */
3518 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3519 {
3520 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3521         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3522 #else
3523         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3524 #endif
3525         prefetch(curr);
3526         prefetch(&curr->exec_start);
3527 }
3528
3529 /*
3530  * Return accounted runtime for the task.
3531  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3532  * pending runtime that have not been accounted yet.
3533  */
3534 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3535 {
3536         struct rq_flags rf;
3537         struct rq *rq;
3538         u64 ns;
3539
3540 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3541         /*
3542          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3543          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3544          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3545          *
3546          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3547          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3548          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3549          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3550          * been accounted, so we're correct here as well.
3551          */
3552         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3553                 return p->se.sum_exec_runtime;
3554 #endif
3555
3556         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3557         /*
3558          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3559          * project cycles that may never be accounted to this
3560          * thread, breaking clock_gettime().
3561          */
3562         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3563                 prefetch_curr_exec_start(p);
3564                 update_rq_clock(rq);
3565                 p->sched_class->update_curr(rq);
3566         }
3567         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3568         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3569
3570         return ns;
3571 }
3572
3573 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, thermal_pressure);
3574
3575 void arch_set_thermal_pressure(struct cpumask *cpus,
3576                                unsigned long th_pressure)
3577 {
3578         int cpu;
3579
3580         for_each_cpu(cpu, cpus)
3581                 WRITE_ONCE(per_cpu(thermal_pressure, cpu), th_pressure);
3582 }
3583
3584 /*
3585  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3586  * We call it with interrupts disabled.
3587  */
3588 void scheduler_tick(void)
3589 {
3590         int cpu = smp_processor_id();
3591         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3592         struct task_struct *curr = rq->curr;
3593         struct rq_flags rf;
3594         unsigned long thermal_pressure;
3595
3596         arch_scale_freq_tick();
3597         sched_clock_tick();
3598
3599         rq_lock(rq, &rf);
3600
3601         update_rq_clock(rq);
3602         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3603         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
3604         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3605         calc_global_load_tick(rq);
3606         psi_task_tick(rq);
3607
3608         rq_unlock(rq, &rf);
3609
3610         perf_event_task_tick();
3611
3612 #ifdef CONFIG_SMP
3613         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3614         trigger_load_balance(rq);
3615 #endif
3616 }
3617
3618 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3619
3620 struct tick_work {
3621         int                     cpu;
3622         atomic_t                state;
3623         struct delayed_work     work;
3624 };
3625 /* Values for ->state, see diagram below. */
3626 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3627 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3628 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3629
3630 /*
3631  * State diagram for ->state:
3632  *
3633  *
3634  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3635  *                    |   ^
3636  *                    |   |
3637  *                    |   | sched_tick_remote()
3638  *                    |   |
3639  *                    |   |
3640  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3641  *                    |   ^
3642  *                    |   |
3643  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3644  *                    |   |
3645  *                    V   |
3646  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3647  *
3648  *
3649  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3650  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3651  */
3652
3653 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3654
3655 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3656 {
3657         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3658         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3659         int cpu = twork->cpu;
3660         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3661         struct task_struct *curr;
3662         struct rq_flags rf;
3663         u64 delta;
3664         int os;
3665
3666         /*
3667          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3668          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3669          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3670          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3671          * of when exactly it is running.
3672          */
3673         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3674                 goto out_requeue;
3675
3676         rq_lock_irq(rq, &rf);
3677         curr = rq->curr;
3678         if (cpu_is_offline(cpu))
3679                 goto out_unlock;
3680
3681         update_rq_clock(rq);
3682
3683         if (!is_idle_task(curr)) {
3684                 /*
3685                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3686                  * amount of time.
3687                  */
3688                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3689                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3690         }
3691         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3692
3693         calc_load_nohz_remote(rq);
3694 out_unlock:
3695         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3696 out_requeue:
3697
3698         /*
3699          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3700          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3701          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3702          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3703          */
3704         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3705         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3706         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3707                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3708 }
3709
3710 static void sched_tick_start(int cpu)
3711 {
3712         int os;
3713         struct tick_work *twork;
3714
3715         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3716                 return;
3717
3718         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3719
3720         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3721         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3722         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3723         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3724                 twork->cpu = cpu;
3725                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3726                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3727         }
3728 }
3729
3730 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3731 static void sched_tick_stop(int cpu)
3732 {
3733         struct tick_work *twork;
3734         int os;
3735
3736         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3737                 return;
3738
3739         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3740
3741         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3742         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3743         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3744         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3745         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3746 }
3747 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3748
3749 int __init sched_tick_offload_init(void)
3750 {
3751         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3752         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3753         return 0;
3754 }
3755
3756 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3757 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3758 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3759 #endif
3760
3761 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3762                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3763 /*
3764  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3765  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3766  */
3767 static inline void preempt_latency_start(int val)
3768 {
3769         if (preempt_count() == val) {
3770                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3771 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3772                 current->preempt_disable_ip = ip;
3773 #endif
3774                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3775         }
3776 }
3777
3778 void preempt_count_add(int val)
3779 {
3780 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3781         /*
3782          * Underflow?
3783          */
3784         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3785                 return;
3786 #endif
3787         __preempt_count_add(val);
3788 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3789         /*
3790          * Spinlock count overflowing soon?
3791          */
3792         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3793                                 PREEMPT_MASK - 10);
3794 #endif
3795         preempt_latency_start(val);
3796 }
3797 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3798 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3799
3800 /*
3801  * If the value passed in equals to the current preempt count
3802  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3803  */
3804 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3805 {
3806         if (preempt_count() == val)
3807                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3808 }
3809
3810 void preempt_count_sub(int val)
3811 {
3812 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3813         /*
3814          * Underflow?
3815          */
3816         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3817                 return;
3818         /*
3819          * Is the spinlock portion underflowing?
3820          */
3821         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3822                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3823                 return;
3824 #endif
3825
3826         preempt_latency_stop(val);
3827         __preempt_count_sub(val);
3828 }
3829 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3830 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3831
3832 #else
3833 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3834 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3835 #endif
3836
3837 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3838 {
3839 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3840         return p->preempt_disable_ip;
3841 #else
3842         return 0;
3843 #endif
3844 }
3845
3846 /*
3847  * Print scheduling while atomic bug:
3848  */
3849 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3850 {
3851         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3852         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3853
3854         if (oops_in_progress)
3855                 return;
3856
3857         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3858                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3859
3860         debug_show_held_locks(prev);
3861         print_modules();
3862         if (irqs_disabled())
3863                 print_irqtrace_events(prev);
3864         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3865             && in_atomic_preempt_off()) {
3866                 pr_err("Preemption disabled at:");
3867                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3868                 pr_cont("\n");
3869         }
3870         if (panic_on_warn)
3871                 panic("scheduling while atomic\n");
3872
3873         dump_stack();
3874         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3875 }
3876
3877 /*
3878  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3879  */
3880 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3881 {
3882 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3883         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3884                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3885 #endif
3886
3887 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3888         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3889                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3890                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3891                 dump_stack();
3892                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3893         }
3894 #endif
3895
3896         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3897                 __schedule_bug(prev);
3898                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3899         }
3900         rcu_sleep_check();
3901
3902         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3903
3904         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3905 }
3906
3907 /*
3908  * Pick up the highest-prio task:
3909  */
3910 static inline struct task_struct *
3911 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3912 {
3913         const struct sched_class *class;
3914         struct task_struct *p;
3915
3916         /*
3917          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3918          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3919          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3920          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3921          */
3922         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3923                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3924                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3925
3926                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
3927                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3928                         goto restart;
3929
3930                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3931                 if (!p) {
3932                         put_prev_task(rq, prev);
3933                         p = pick_next_task_idle(rq);
3934                 }
3935
3936                 return p;
3937         }
3938
3939 restart:
3940 #ifdef CONFIG_SMP
3941         /*
3942          * We must do the balancing pass before put_next_task(), such
3943          * that when we release the rq->lock the task is in the same
3944          * state as before we took rq->lock.
3945          *
3946          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
3947          * a runnable task of @class priority or higher.
3948          */
3949         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
3950                 if (class->balance(rq, prev, rf))
3951                         break;
3952         }
3953 #endif
3954
3955         put_prev_task(rq, prev);
3956
3957         for_each_class(class) {
3958                 p = class->pick_next_task(rq);
3959                 if (p)
3960                         return p;
3961         }
3962
3963         /* The idle class should always have a runnable task: */
3964         BUG();
3965 }
3966
3967 /*
3968  * __schedule() is the main scheduler function.
3969  *
3970  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3971  *
3972  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3973  *
3974  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3975  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3976  *
3977  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3978  *      interrupt handler scheduler_tick().
3979  *
3980  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3981  *      task to the run-queue and that's it.
3982  *
3983  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3984  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3985  *      called on the nearest possible occasion:
3986  *
3987  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
3988  *
3989  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3990  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3991  *           spin_unlock()!)
3992  *
3993  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3994  *           preemptible context
3995  *
3996  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
3997  *         then at the next:
3998  *
3999  *          - cond_resched() call
4000  *          - explicit schedule() call
4001  *          - return from syscall or exception to user-space
4002  *          - return from interrupt-handler to user-space
4003  *
4004  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4005  */
4006 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4007 {
4008         struct task_struct *prev, *next;
4009         unsigned long *switch_count;
4010         struct rq_flags rf;
4011         struct rq *rq;
4012         int cpu;
4013
4014         cpu = smp_processor_id();
4015         rq = cpu_rq(cpu);
4016         prev = rq->curr;
4017
4018         schedule_debug(prev, preempt);
4019
4020         if (sched_feat(HRTICK))
4021                 hrtick_clear(rq);
4022
4023         local_irq_disable();
4024         rcu_note_context_switch(preempt);
4025
4026         /*
4027          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4028          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4029          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4030          *
4031          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4032          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4033          */
4034         rq_lock(rq, &rf);
4035         smp_mb__after_spinlock();
4036
4037         /* Promote REQ to ACT */
4038         rq->clock_update_flags <<= 1;
4039         update_rq_clock(rq);
4040
4041         switch_count = &prev->nivcsw;
4042         if (!preempt && prev->state) {
4043                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4044                         prev->state = TASK_RUNNING;
4045                 } else {
4046                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4047
4048                         if (prev->in_iowait) {
4049                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4050                                 delayacct_blkio_start();
4051                         }
4052                 }
4053                 switch_count = &prev->nvcsw;
4054         }
4055
4056         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4057         clear_tsk_need_resched(prev);
4058         clear_preempt_need_resched();
4059
4060         if (likely(prev != next)) {
4061                 rq->nr_switches++;
4062                 /*
4063                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4064                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4065                  */
4066                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4067                 /*
4068                  * The membarrier system call requires each architecture
4069                  * to have a full memory barrier after updating
4070                  * rq->curr, before returning to user-space.
4071                  *
4072                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4073                  * various architectures:
4074                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4075                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4076                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4077                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4078                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4079                  *   is a RELEASE barrier),
4080                  */
4081                 ++*switch_count;
4082
4083                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4084
4085                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4086
4087                 /* Also unlocks the rq: */
4088                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4089         } else {
4090                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4091                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4092         }
4093
4094         balance_callback(rq);
4095 }
4096
4097 void __noreturn do_task_dead(void)
4098 {
4099         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4100         set_special_state(TASK_DEAD);
4101
4102         /* Tell freezer to ignore us: */
4103         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4104
4105         __schedule(false);
4106         BUG();
4107
4108         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4109         for (;;)
4110                 cpu_relax();
4111 }
4112
4113 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4114 {
4115         if (!tsk->state)
4116                 return;
4117
4118         /*
4119          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4120          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4121          * As this function is called inside the schedule() context,
4122          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4123          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4124          * requires it.
4125          */
4126         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4127                 preempt_disable();
4128                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4129                         wq_worker_sleeping(tsk);
4130                 else
4131                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4132                 preempt_enable_no_resched();
4133         }
4134
4135         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4136                 return;
4137
4138         /*
4139          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4140          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4141          */
4142         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4143                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4144 }
4145
4146 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4147 {
4148         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4149                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4150                         wq_worker_running(tsk);
4151                 else
4152                         io_wq_worker_running(tsk);
4153         }
4154 }
4155
4156 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4157 {
4158         struct task_struct *tsk = current;
4159
4160         sched_submit_work(tsk);
4161         do {
4162                 preempt_disable();
4163                 __schedule(false);
4164                 sched_preempt_enable_no_resched();
4165         } while (need_resched());
4166         sched_update_worker(tsk);
4167 }
4168 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4169
4170 /*
4171  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4172  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4173  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4174  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4175  * (schedule out non-voluntarily).
4176  *
4177  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4178  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4179  */
4180 void __sched schedule_idle(void)
4181 {
4182         /*
4183          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4184          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4185          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4186          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4187          * TASK_RUNNING state.
4188          */
4189         WARN_ON_ONCE(current->state);
4190         do {
4191                 __schedule(false);
4192         } while (need_resched());
4193 }
4194
4195 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4196 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4197 {
4198         /*
4199          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4200          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4201          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4202          * we find a better solution.
4203          *
4204          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4205          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4206          * too frequently to make sense yet.
4207          */
4208         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4209         schedule();
4210         exception_exit(prev_state);
4211 }
4212 #endif
4213
4214 /**
4215  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4216  *
4217  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4218  */
4219 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4220 {
4221         sched_preempt_enable_no_resched();
4222         schedule();
4223         preempt_disable();
4224 }
4225
4226 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4227 {
4228         do {
4229                 /*
4230                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4231                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4232                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4233                  * by the function tracer will call this function again and
4234                  * cause infinite recursion.
4235                  *
4236                  * Preemption must be disabled here before the function
4237                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4238                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4239                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4240                  * which can also be traced by the function tracer.
4241                  */
4242                 preempt_disable_notrace();
4243                 preempt_latency_start(1);
4244                 __schedule(true);
4245                 preempt_latency_stop(1);
4246                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4247
4248                 /*
4249                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4250                  * between schedule and now.
4251                  */
4252         } while (need_resched());
4253 }
4254
4255 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4256 /*
4257  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4258  * off of preempt_enable.
4259  */
4260 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4261 {
4262         /*
4263          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4264          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4265          */
4266         if (likely(!preemptible()))
4267                 return;
4268
4269         preempt_schedule_common();
4270 }
4271 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4272 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4273
4274 /**
4275  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4276  *
4277  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4278  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4279  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4280  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4281  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4282  * to be called when the system is still in usermode.
4283  *
4284  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4285  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4286  * calling the scheduler.
4287  */
4288 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4289 {
4290         enum ctx_state prev_ctx;
4291
4292         if (likely(!preemptible()))
4293                 return;
4294
4295         do {
4296                 /*
4297                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4298                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4299                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4300                  * by the function tracer will call this function again and
4301                  * cause infinite recursion.
4302                  *
4303                  * Preemption must be disabled here before the function
4304                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4305                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4306                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4307                  * which can also be traced by the function tracer.
4308                  */
4309                 preempt_disable_notrace();
4310                 preempt_latency_start(1);
4311                 /*
4312                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4313                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4314                  * an infinite recursion.
4315                  */
4316                 prev_ctx = exception_enter();
4317                 __schedule(true);
4318                 exception_exit(prev_ctx);
4319
4320                 preempt_latency_stop(1);
4321                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4322         } while (need_resched());
4323 }
4324 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4325
4326 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4327
4328 /*
4329  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4330  * off of irq context.
4331  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4332  * protect us against recursive calling from irq.
4333  */
4334 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4335 {
4336         enum ctx_state prev_state;
4337
4338         /* Catch callers which need to be fixed */
4339         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4340
4341         prev_state = exception_enter();
4342
4343         do {
4344                 preempt_disable();
4345                 local_irq_enable();
4346                 __schedule(true);
4347                 local_irq_disable();
4348                 sched_preempt_enable_no_resched();
4349         } while (need_resched());
4350
4351         exception_exit(prev_state);
4352 }
4353
4354 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4355                           void *key)
4356 {
4357         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4358 }
4359 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4360
4361 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4362
4363 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4364 {
4365         if (pi_task)
4366                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4367
4368         return prio;
4369 }
4370
4371 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4372 {
4373         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4374
4375         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4376 }
4377
4378 /*
4379  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4380  * @p: task to boost
4381  * @pi_task: donor task
4382  *
4383  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4384  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4385  *
4386  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4387  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4388  */
4389 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4390 {
4391         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4392                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4393         const struct sched_class *prev_class;
4394         struct rq_flags rf;
4395         struct rq *rq;
4396
4397         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4398         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4399
4400         /*
4401          * If nothing changed; bail early.
4402          */
4403         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4404                 return;
4405
4406         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4407         update_rq_clock(rq);
4408         /*
4409          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4410          * either lock.
4411          *
4412          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4413          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4414          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4415          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4416          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4417          */
4418         p->pi_top_task = pi_task;
4419
4420         /*
4421          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4422          */
4423         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4424                 goto out_unlock;
4425
4426         /*
4427          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4428          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4429          *
4430          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4431          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4432          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4433          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4434          * with interrupts disabled and will complete the lock
4435          * protected section without being interrupted. So there is no
4436          * real need to boost.
4437          */
4438         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4439                 WARN_ON(p != rq->curr);
4440                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4441                 goto out_unlock;
4442         }
4443
4444         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4445         oldprio = p->prio;
4446
4447         if (oldprio == prio)
4448                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4449
4450         prev_class = p->sched_class;
4451         queued = task_on_rq_queued(p);
4452         running = task_current(rq, p);
4453         if (queued)
4454                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4455         if (running)
4456                 put_prev_task(rq, p);
4457
4458         /*
4459          * Boosting condition are:
4460          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4461          *      --> -dl task blocks on mutex A
4462          *
4463          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4464          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4465          *          running task
4466          */
4467         if (dl_prio(prio)) {
4468                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4469                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4470                         p->dl.dl_boosted = 1;
4471                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4472                 } else
4473                         p->dl.dl_boosted = 0;
4474                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4475         } else if (rt_prio(prio)) {
4476                 if (dl_prio(oldprio))
4477                         p->dl.dl_boosted = 0;
4478                 if (oldprio < prio)
4479                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4480                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4481         } else {
4482                 if (dl_prio(oldprio))
4483                         p->dl.dl_boosted = 0;
4484                 if (rt_prio(oldprio))
4485                         p->rt.timeout = 0;
4486                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4487         }
4488
4489         p->prio = prio;
4490
4491         if (queued)
4492                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4493         if (running)
4494                 set_next_task(rq, p);
4495
4496         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4497 out_unlock:
4498         /* Avoid rq from going away on us: */
4499         preempt_disable();
4500         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4501
4502         balance_callback(rq);
4503         preempt_enable();
4504 }
4505 #else
4506 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4507 {
4508         return prio;
4509 }
4510 #endif
4511
4512 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4513 {
4514         bool queued, running;
4515         int old_prio;
4516         struct rq_flags rf;
4517         struct rq *rq;
4518
4519         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4520                 return;
4521         /*
4522          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4523          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4524          */
4525         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4526         update_rq_clock(rq);
4527
4528         /*
4529          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4530          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4531          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4532          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4533          */
4534         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4535                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4536                 goto out_unlock;
4537         }
4538         queued = task_on_rq_queued(p);
4539         running = task_current(rq, p);
4540         if (queued)
4541                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4542         if (running)
4543                 put_prev_task(rq, p);
4544
4545         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4546         set_load_weight(p, true);
4547         old_prio = p->prio;
4548         p->prio = effective_prio(p);
4549
4550         if (queued)
4551                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4552         if (running)
4553                 set_next_task(rq, p);
4554
4555         /*
4556          * If the task increased its priority or is running and
4557          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4558          */
4559         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
4560
4561 out_unlock:
4562         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4563 }
4564 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4565
4566 /*
4567  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4568  * @p: task
4569  * @nice: nice value
4570  */
4571 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4572 {
4573         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4574         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4575
4576         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4577                 capable(CAP_SYS_NICE));
4578 }
4579
4580 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4581
4582 /*
4583  * sys_nice - change the priority of the current process.
4584  * @increment: priority increment
4585  *
4586  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4587  * does similar things.
4588  */
4589 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4590 {
4591         long nice, retval;
4592
4593         /*
4594          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4595          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4596          * and we have a single winner.
4597          */
4598         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4599         nice = task_nice(current) + increment;
4600
4601         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4602         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4603                 return -EPERM;
4604
4605         retval = security_task_setnice(current, nice);
4606         if (retval)
4607                 return retval;
4608
4609         set_user_nice(current, nice);
4610         return 0;
4611 }
4612
4613 #endif
4614
4615 /**
4616  * task_prio - return the priority value of a given task.
4617  * @p: the task in question.
4618  *
4619  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4620  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4621  * around 0, value goes from -16 to +15.
4622  */
4623 int task_prio(const struct task_struct *p)
4624 {
4625         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4626 }
4627
4628 /**
4629  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4630  * @cpu: the processor in question.
4631  *
4632  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4633  */
4634 int idle_cpu(int cpu)
4635 {
4636         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4637
4638         if (rq->curr != rq->idle)
4639                 return 0;
4640
4641         if (rq->nr_running)
4642                 return 0;
4643
4644 #ifdef CONFIG_SMP
4645         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4646                 return 0;
4647 #endif
4648
4649         return 1;
4650 }
4651
4652 /**
4653  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4654  * @cpu: the CPU in question.
4655  *
4656  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4657  */
4658 int available_idle_cpu(int cpu)
4659 {
4660         if (!idle_cpu(cpu))
4661                 return 0;
4662
4663         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4664                 return 0;
4665
4666         return 1;
4667 }
4668
4669 /**
4670  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4671  * @cpu: the processor in question.
4672  *
4673  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4674  */
4675 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4676 {
4677         return cpu_rq(cpu)->idle;
4678 }
4679
4680 /**
4681  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4682  * @pid: the pid in question.
4683  *
4684  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4685  */
4686 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4687 {
4688         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4689 }
4690
4691 /*
4692  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4693  * it calls know not to change it.
4694  */
4695 #define SETPARAM_POLICY -1
4696
4697 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4698                 const struct sched_attr *attr)
4699 {
4700         int policy = attr->sched_policy;
4701
4702         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4703                 policy = p->policy;
4704
4705         p->policy = policy;
4706
4707         if (dl_policy(policy))
4708                 __setparam_dl(p, attr);
4709         else if (fair_policy(policy))
4710                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4711
4712         /*
4713          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4714          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4715          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4716          */
4717         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4718         p->normal_prio = normal_prio(p);
4719         set_load_weight(p, true);
4720 }
4721
4722 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4723 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4724                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4725 {
4726         /*
4727          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4728          * either.
4729          */
4730         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4731                 return;
4732
4733         __setscheduler_params(p, attr);
4734
4735         /*
4736          * Keep a potential priority boosting if called from
4737          * sched_setscheduler().
4738          */
4739         p->prio = normal_prio(p);
4740         if (keep_boost)
4741                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4742
4743         if (dl_prio(p->prio))
4744                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4745         else if (rt_prio(p->prio))
4746                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4747         else
4748                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4749 }
4750
4751 /*
4752  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4753  */
4754 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4755 {
4756         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4757         bool match;
4758
4759         rcu_read_lock();
4760         pcred = __task_cred(p);
4761         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4762                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4763         rcu_read_unlock();
4764         return match;
4765 }
4766
4767 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4768                                 const struct sched_attr *attr,
4769                                 bool user, bool pi)
4770 {
4771         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4772                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4773         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4774         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4775         const struct sched_class *prev_class;
4776         struct rq_flags rf;
4777         int reset_on_fork;
4778         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4779         struct rq *rq;
4780
4781         /* The pi code expects interrupts enabled */
4782         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4783 recheck:
4784         /* Double check policy once rq lock held: */
4785         if (policy < 0) {
4786                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4787                 policy = oldpolicy = p->policy;
4788         } else {
4789                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4790
4791                 if (!valid_policy(policy))
4792                         return -EINVAL;
4793         }
4794
4795         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4796                 return -EINVAL;
4797
4798         /*
4799          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4800          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4801          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4802          */
4803         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4804             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4805                 return -EINVAL;
4806         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4807             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4808                 return -EINVAL;
4809
4810         /*
4811          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4812          */
4813         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4814                 if (fair_policy(policy)) {
4815                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4816                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4817                                 return -EPERM;
4818                 }
4819
4820                 if (rt_policy(policy)) {
4821                         unsigned long rlim_rtprio =
4822                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4823
4824                         /* Can't set/change the rt policy: */
4825                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4826                                 return -EPERM;
4827
4828                         /* Can't increase priority: */
4829                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4830                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4831                                 return -EPERM;
4832                 }
4833
4834                  /*
4835                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4836                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4837                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4838                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4839                   */
4840                 if (dl_policy(policy))
4841                         return -EPERM;
4842
4843                 /*
4844                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4845                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4846                  */
4847                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4848                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4849                                 return -EPERM;
4850                 }
4851
4852                 /* Can't change other user's priorities: */
4853                 if (!check_same_owner(p))
4854                         return -EPERM;
4855
4856                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4857                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4858                         return -EPERM;
4859         }
4860
4861         if (user) {
4862                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4863                         return -EINVAL;
4864
4865                 retval = security_task_setscheduler(p);
4866                 if (retval)
4867                         return retval;
4868         }
4869
4870         /* Update task specific "requested" clamps */
4871         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4872                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4873                 if (retval)
4874                         return retval;
4875         }
4876
4877         if (pi)
4878                 cpuset_read_lock();
4879
4880         /*
4881          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4882          * changing the priority of the task:
4883          *
4884          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4885          * runqueue lock must be held.
4886          */
4887         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4888         update_rq_clock(rq);
4889
4890         /*
4891          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4892          */
4893         if (p == rq->stop) {
4894                 retval = -EINVAL;
4895                 goto unlock;
4896         }
4897
4898         /*
4899          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4900          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4901          */
4902         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4903                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4904                         goto change;
4905                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4906                         goto change;
4907                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4908                         goto change;
4909                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4910                         goto change;
4911
4912                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4913                 retval = 0;
4914                 goto unlock;
4915         }
4916 change:
4917
4918         if (user) {
4919 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4920                 /*
4921                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4922                  * assigned.
4923                  */
4924                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4925                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4926                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4927                         retval = -EPERM;
4928                         goto unlock;
4929                 }
4930 #endif
4931 #ifdef CONFIG_SMP
4932                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4933                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4934                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4935
4936                         /*
4937                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4938                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4939                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4940                          */
4941                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
4942                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4943                                 retval = -EPERM;
4944                                 goto unlock;
4945                         }
4946                 }
4947 #endif
4948         }
4949
4950         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4951         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4952                 policy = oldpolicy = -1;
4953                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4954                 if (pi)
4955                         cpuset_read_unlock();
4956                 goto recheck;
4957         }
4958
4959         /*
4960          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4961          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4962          * is available.
4963          */
4964         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4965                 retval = -EBUSY;
4966                 goto unlock;
4967         }
4968
4969         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4970         oldprio = p->prio;
4971
4972         if (pi) {
4973                 /*
4974                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4975                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4976                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4977                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4978                  * itself.
4979                  */
4980                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4981                 if (new_effective_prio == oldprio)
4982                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4983         }
4984
4985         queued = task_on_rq_queued(p);
4986         running = task_current(rq, p);
4987         if (queued)
4988                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4989         if (running)
4990                 put_prev_task(rq, p);
4991
4992         prev_class = p->sched_class;
4993
4994         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4995         __setscheduler_uclamp(p, attr);
4996
4997         if (queued) {
4998                 /*
4999                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5000                  * increased (user space view).
5001                  */
5002                 if (oldprio < p->prio)
5003                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5004
5005                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5006         }
5007         if (running)
5008                 set_next_task(rq, p);
5009
5010         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5011
5012         /* Avoid rq from going away on us: */
5013         preempt_disable();
5014         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5015
5016         if (pi) {
5017                 cpuset_read_unlock();
5018                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5019         }
5020
5021         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5022         balance_callback(rq);
5023         preempt_enable();
5024
5025         return 0;
5026
5027 unlock:
5028         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5029         if (pi)
5030                 cpuset_read_unlock();
5031         return retval;
5032 }
5033
5034 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5035                                const struct sched_param *param, bool check)
5036 {
5037         struct sched_attr attr = {
5038                 .sched_policy   = policy,
5039                 .sched_priority = param->sched_priority,
5040                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5041         };
5042
5043         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5044         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5045                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5046                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5047                 attr.sched_policy = policy;
5048         }
5049
5050         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5051 }
5052 /**
5053  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5054  * @p: the task in question.
5055  * @policy: new policy.
5056  * @param: structure containing the new RT priority.
5057  *
5058  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5059  *
5060  * NOTE that the task may be already dead.
5061  */
5062 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5063                        const struct sched_param *param)
5064 {
5065         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5066 }
5067 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5068
5069 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5070 {
5071         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5072 }
5073 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5074
5075 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5076 {
5077         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5078 }
5079
5080 /**
5081  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5082  * @p: the task in question.
5083  * @policy: new policy.
5084  * @param: structure containing the new RT priority.
5085  *
5086  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5087  * current context has permission.  For example, this is needed in
5088  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5089  * but our caller might not have that capability.
5090  *
5091  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5092  */
5093 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5094                                const struct sched_param *param)
5095 {
5096         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5097 }
5098 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5099
5100 static int
5101 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5102 {
5103         struct sched_param lparam;
5104         struct task_struct *p;
5105         int retval;
5106
5107         if (!param || pid < 0)
5108                 return -EINVAL;
5109         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5110                 return -EFAULT;
5111
5112         rcu_read_lock();
5113         retval = -ESRCH;
5114         p = find_process_by_pid(pid);
5115         if (likely(p))
5116                 get_task_struct(p);
5117         rcu_read_unlock();
5118
5119         if (likely(p)) {
5120                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5121                 put_task_struct(p);
5122         }
5123
5124         return retval;
5125 }
5126
5127 /*
5128  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5129  */
5130 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5131 {
5132         u32 size;
5133         int ret;
5134
5135         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5136         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5137
5138         ret = get_user(size, &uattr->size);
5139         if (ret)
5140                 return ret;
5141
5142         /* ABI compatibility quirk: */
5143         if (!size)
5144                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5145         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5146                 goto err_size;
5147
5148         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5149         if (ret) {
5150                 if (ret == -E2BIG)
5151                         goto err_size;
5152                 return ret;
5153         }
5154
5155         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5156             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5157                 return -EINVAL;
5158
5159         /*
5160          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5161          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5162          */
5163         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5164
5165         return 0;
5166
5167 err_size:
5168         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5169         return -E2BIG;
5170 }
5171
5172 /**
5173  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5174  * @pid: the pid in question.
5175  * @policy: new policy.
5176  * @param: structure containing the new RT priority.
5177  *
5178  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5179  */
5180 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5181 {
5182         if (policy < 0)
5183                 return -EINVAL;
5184
5185         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5186 }
5187
5188 /**
5189  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5190  * @pid: the pid in question.
5191  * @param: structure containing the new RT priority.
5192  *
5193  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5194  */
5195 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5196 {
5197         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5198 }
5199
5200 /**
5201  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5202  * @pid: the pid in question.
5203  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5204  * @flags: for future extension.
5205  */
5206 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5207                                unsigned int, flags)
5208 {
5209         struct sched_attr attr;
5210         struct task_struct *p;
5211         int retval;
5212
5213         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5214                 return -EINVAL;
5215
5216         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5217         if (retval)
5218                 return retval;
5219
5220         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5221                 return -EINVAL;
5222         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5223                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5224
5225         rcu_read_lock();
5226         retval = -ESRCH;
5227         p = find_process_by_pid(pid);
5228         if (likely(p))
5229                 get_task_struct(p);
5230         rcu_read_unlock();
5231
5232         if (likely(p)) {
5233                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5234                 put_task_struct(p);
5235         }
5236
5237         return retval;
5238 }
5239
5240 /**
5241  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5242  * @pid: the pid in question.
5243  *
5244  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5245  * code.
5246  */
5247 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5248 {
5249         struct task_struct *p;
5250         int retval;
5251
5252         if (pid < 0)
5253                 return -EINVAL;
5254
5255         retval = -ESRCH;
5256         rcu_read_lock();
5257         p = find_process_by_pid(pid);
5258         if (p) {
5259                 retval = security_task_getscheduler(p);
5260                 if (!retval)
5261                         retval = p->policy
5262                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5263         }
5264         rcu_read_unlock();
5265         return retval;
5266 }
5267
5268 /**
5269  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5270  * @pid: the pid in question.
5271  * @param: structure containing the RT priority.
5272  *
5273  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5274  * code.
5275  */
5276 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5277 {
5278         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5279         struct task_struct *p;
5280         int retval;
5281
5282         if (!param || pid < 0)
5283                 return -EINVAL;
5284
5285         rcu_read_lock();
5286         p = find_process_by_pid(pid);
5287         retval = -ESRCH;
5288         if (!p)
5289                 goto out_unlock;
5290
5291         retval = security_task_getscheduler(p);
5292         if (retval)
5293                 goto out_unlock;
5294
5295         if (task_has_rt_policy(p))
5296                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5297         rcu_read_unlock();
5298
5299         /*
5300          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5301          */
5302         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5303
5304         return retval;
5305
5306 out_unlock:
5307         rcu_read_unlock();
5308         return retval;
5309 }
5310
5311 /*
5312  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5313  * than what user-space knows about) to user-space.
5314  *
5315  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5316  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5317  * have the same size.
5318  */
5319 static int
5320 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5321                         struct sched_attr *kattr,
5322                         unsigned int usize)
5323 {
5324         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5325
5326         if (!access_ok(uattr, usize))
5327                 return -EFAULT;
5328
5329         /*
5330          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5331          *
5332          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5333          *
5334          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5335          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5336          *
5337          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5338          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5339          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5340          * which is set to ksize in this case.
5341          */
5342         kattr->size = min(usize, ksize);
5343
5344         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5345                 return -EFAULT;
5346
5347         return 0;
5348 }
5349
5350 /**
5351  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5352  * @pid: the pid in question.
5353  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5354  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5355  * @flags: for future extension.
5356  */
5357 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5358                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5359 {
5360         struct sched_attr kattr = { };
5361         struct task_struct *p;
5362         int retval;
5363
5364         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5365             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5366                 return -EINVAL;
5367
5368         rcu_read_lock();
5369         p = find_process_by_pid(pid);
5370         retval = -ESRCH;
5371         if (!p)
5372                 goto out_unlock;
5373
5374         retval = security_task_getscheduler(p);
5375         if (retval)
5376                 goto out_unlock;
5377
5378         kattr.sched_policy = p->policy;
5379         if (p->sched_reset_on_fork)
5380                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5381         if (task_has_dl_policy(p))
5382                 __getparam_dl(p, &kattr);
5383         else if (task_has_rt_policy(p))
5384                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5385         else
5386                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5387
5388 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5389         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5390         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5391 #endif
5392
5393         rcu_read_unlock();
5394
5395         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5396
5397 out_unlock:
5398         rcu_read_unlock();
5399         return retval;
5400 }
5401
5402 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5403 {
5404         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5405         struct task_struct *p;
5406         int retval;
5407
5408         rcu_read_lock();
5409
5410         p = find_process_by_pid(pid);
5411         if (!p) {
5412                 rcu_read_unlock();
5413                 return -ESRCH;
5414         }
5415
5416         /* Prevent p going away */
5417         get_task_struct(p);
5418         rcu_read_unlock();
5419
5420         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5421                 retval = -EINVAL;
5422                 goto out_put_task;
5423         }
5424         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5425                 retval = -ENOMEM;
5426                 goto out_put_task;
5427         }
5428         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5429                 retval = -ENOMEM;
5430                 goto out_free_cpus_allowed;
5431         }
5432         retval = -EPERM;
5433         if (!check_same_owner(p)) {
5434                 rcu_read_lock();
5435                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5436                         rcu_read_unlock();
5437                         goto out_free_new_mask;
5438                 }
5439                 rcu_read_unlock();
5440         }
5441
5442         retval = security_task_setscheduler(p);
5443         if (retval)
5444                 goto out_free_new_mask;
5445
5446
5447         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5448         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5449
5450         /*
5451          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5452          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5453          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5454          * root_domain.
5455          */
5456 #ifdef CONFIG_SMP
5457         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5458                 rcu_read_lock();
5459                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5460                         retval = -EBUSY;
5461                         rcu_read_unlock();
5462                         goto out_free_new_mask;
5463                 }
5464                 rcu_read_unlock();
5465         }
5466 #endif
5467 again:
5468         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5469
5470         if (!retval) {
5471                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5472                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5473                         /*
5474                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5475                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5476                          * cpuset's cpus_allowed
5477                          */
5478                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5479                         goto again;
5480                 }
5481         }
5482 out_free_new_mask:
5483         free_cpumask_var(new_mask);
5484 out_free_cpus_allowed:
5485         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5486 out_put_task:
5487         put_task_struct(p);
5488         return retval;
5489 }
5490
5491 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5492                              struct cpumask *new_mask)
5493 {
5494         if (len < cpumask_size())
5495                 cpumask_clear(new_mask);
5496         else if (len > cpumask_size())
5497                 len = cpumask_size();
5498
5499         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5500 }
5501
5502 /**
5503  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5504  * @pid: pid of the process
5505  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5506  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5507  *
5508  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5509  */
5510 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5511                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5512 {
5513         cpumask_var_t new_mask;
5514         int retval;
5515
5516         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5517                 return -ENOMEM;
5518
5519         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5520         if (retval == 0)
5521                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5522         free_cpumask_var(new_mask);
5523         return retval;
5524 }
5525
5526 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5527 {
5528         struct task_struct *p;
5529         unsigned long flags;
5530         int retval;
5531
5532         rcu_read_lock();
5533
5534         retval = -ESRCH;
5535         p = find_process_by_pid(pid);
5536         if (!p)
5537                 goto out_unlock;
5538
5539         retval = security_task_getscheduler(p);
5540         if (retval)
5541                 goto out_unlock;
5542
5543         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5544         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5545         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5546
5547 out_unlock:
5548         rcu_read_unlock();
5549
5550         return retval;
5551 }
5552
5553 /**
5554  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5555  * @pid: pid of the process
5556  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5557  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5558  *
5559  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5560  * error code otherwise.
5561  */
5562 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5563                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5564 {
5565         int ret;
5566         cpumask_var_t mask;
5567
5568         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5569                 return -EINVAL;
5570         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5571                 return -EINVAL;
5572
5573         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5574                 return -ENOMEM;
5575
5576         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5577         if (ret == 0) {
5578                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5579
5580                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5581                         ret = -EFAULT;
5582                 else
5583                         ret = retlen;
5584         }
5585         free_cpumask_var(mask);
5586
5587         return ret;
5588 }
5589
5590 /**
5591  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5592  *
5593  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5594  * other threads running on this CPU then this function will return.
5595  *
5596  * Return: 0.
5597  */
5598 static void do_sched_yield(void)
5599 {
5600         struct rq_flags rf;
5601         struct rq *rq;
5602
5603         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5604
5605         schedstat_inc(rq->yld_count);
5606         current->sched_class->yield_task(rq);
5607
5608         /*
5609          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5610          * no need to preempt or enable interrupts:
5611          */
5612         preempt_disable();
5613         rq_unlock(rq, &rf);
5614         sched_preempt_enable_no_resched();
5615
5616         schedule();
5617 }
5618
5619 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5620 {
5621         do_sched_yield();
5622         return 0;
5623 }
5624
5625 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5626 int __sched _cond_resched(void)
5627 {
5628         if (should_resched(0)) {
5629                 preempt_schedule_common();
5630                 return 1;
5631         }
5632         rcu_all_qs();
5633         return 0;
5634 }
5635 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5636 #endif
5637
5638 /*
5639  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5640  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5641  *
5642  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5643  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5644  * spin_unlock(), once by hand).
5645  */
5646 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5647 {
5648         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5649         int ret = 0;
5650
5651         lockdep_assert_held(lock);
5652
5653         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5654                 spin_unlock(lock);
5655                 if (resched)
5656                         preempt_schedule_common();
5657                 else
5658                         cpu_relax();
5659                 ret = 1;
5660                 spin_lock(lock);
5661         }
5662         return ret;
5663 }
5664 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5665
5666 /**
5667  * yield - yield the current processor to other threads.
5668  *
5669  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5670  *
5671  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5672  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5673  * it, its already broken.
5674  *
5675  * Typical broken usage is:
5676  *
5677  * while (!event)
5678  *      yield();
5679  *
5680  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5681  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5682  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5683  *
5684  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5685  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5686  * If you still want to use yield(), do not!
5687  */
5688 void __sched yield(void)
5689 {
5690         set_current_state(TASK_RUNNING);
5691         do_sched_yield();
5692 }
5693 EXPORT_SYMBOL(yield);
5694
5695 /**
5696  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5697  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5698  * processor it's on.
5699  * @p: target task
5700  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5701  *
5702  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5703  * can't go away on us before we can do any checks.
5704  *
5705  * Return:
5706  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5707  *      false (0) if we failed to boost the target.
5708  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5709  */
5710 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5711 {
5712         struct task_struct *curr = current;
5713         struct rq *rq, *p_rq;
5714         unsigned long flags;
5715         int yielded = 0;
5716
5717         local_irq_save(flags);
5718         rq = this_rq();
5719
5720 again:
5721         p_rq = task_rq(p);
5722         /*
5723          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5724          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5725          */
5726         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5727                 yielded = -ESRCH;
5728                 goto out_irq;
5729         }
5730
5731         double_rq_lock(rq, p_rq);
5732         if (task_rq(p) != p_rq) {
5733                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5734                 goto again;
5735         }
5736
5737         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5738                 goto out_unlock;
5739
5740         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5741                 goto out_unlock;
5742
5743         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5744                 goto out_unlock;
5745
5746         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5747         if (yielded) {
5748                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5749                 /*
5750                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5751                  * fairness.
5752                  */
5753                 if (preempt && rq != p_rq)
5754                         resched_curr(p_rq);
5755         }
5756
5757 out_unlock:
5758         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5759 out_irq:
5760         local_irq_restore(flags);
5761
5762         if (yielded > 0)
5763                 schedule();
5764
5765         return yielded;
5766 }
5767 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5768
5769 int io_schedule_prepare(void)
5770 {
5771         int old_iowait = current->in_iowait;
5772
5773         current->in_iowait = 1;
5774         blk_schedule_flush_plug(current);
5775
5776         return old_iowait;
5777 }
5778
5779 void io_schedule_finish(int token)
5780 {
5781         current->in_iowait = token;
5782 }
5783
5784 /*
5785  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5786  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5787  */
5788 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5789 {
5790         int token;
5791         long ret;
5792
5793         token = io_schedule_prepare();
5794         ret = schedule_timeout(timeout);
5795         io_schedule_finish(token);
5796
5797         return ret;
5798 }
5799 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5800
5801 void __sched io_schedule(void)
5802 {
5803         int token;
5804
5805         token = io_schedule_prepare();
5806         schedule();
5807         io_schedule_finish(token);
5808 }
5809 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5810
5811 /**
5812  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5813  * @policy: scheduling class.
5814  *
5815  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5816  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5817  * On failure, a negative error code is returned.
5818  */
5819 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5820 {
5821         int ret = -EINVAL;
5822
5823         switch (policy) {
5824         case SCHED_FIFO:
5825         case SCHED_RR:
5826                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5827                 break;
5828         case SCHED_DEADLINE:
5829         case SCHED_NORMAL:
5830         case SCHED_BATCH:
5831         case SCHED_IDLE:
5832                 ret = 0;
5833                 break;
5834         }
5835         return ret;
5836 }
5837
5838 /**
5839  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5840  * @policy: scheduling class.
5841  *
5842  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5843  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5844  * On failure, a negative error code is returned.
5845  */
5846 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5847 {
5848         int ret = -EINVAL;
5849
5850         switch (policy) {
5851         case SCHED_FIFO:
5852         case SCHED_RR:
5853                 ret = 1;
5854                 break;
5855         case SCHED_DEADLINE:
5856         case SCHED_NORMAL:
5857         case SCHED_BATCH:
5858         case SCHED_IDLE:
5859                 ret = 0;
5860         }
5861         return ret;
5862 }
5863
5864 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5865 {
5866         struct task_struct *p;
5867         unsigned int time_slice;
5868         struct rq_flags rf;
5869         struct rq *rq;
5870         int retval;
5871
5872         if (pid < 0)
5873                 return -EINVAL;
5874
5875         retval = -ESRCH;
5876         rcu_read_lock();
5877         p = find_process_by_pid(pid);
5878         if (!p)
5879                 goto out_unlock;
5880
5881         retval = security_task_getscheduler(p);
5882         if (retval)
5883                 goto out_unlock;
5884
5885         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5886         time_slice = 0;
5887         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5888                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5889         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5890
5891         rcu_read_unlock();
5892         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5893         return 0;
5894
5895 out_unlock:
5896         rcu_read_unlock();
5897         return retval;
5898 }
5899
5900 /**
5901  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5902  * @pid: pid of the process.
5903  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5904  *
5905  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5906  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5907  *
5908  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5909  * an error code.
5910  */
5911 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5912                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5913 {
5914         struct timespec64 t;
5915         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5916
5917         if (retval == 0)
5918                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5919
5920         return retval;
5921 }
5922
5923 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5924 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5925                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5926 {
5927         struct timespec64 t;
5928         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5929
5930         if (retval == 0)
5931                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5932         return retval;
5933 }
5934 #endif
5935
5936 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5937 {
5938         unsigned long free = 0;
5939         int ppid;
5940
5941         if (!try_get_task_stack(p))
5942                 return;
5943
5944         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5945
5946         if (p->state == TASK_RUNNING)
5947                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5948 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5949         free = stack_not_used(p);
5950 #endif
5951         ppid = 0;
5952         rcu_read_lock();
5953         if (pid_alive(p))
5954                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5955         rcu_read_unlock();
5956         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5957                 task_pid_nr(p), ppid,
5958                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5959
5960         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5961         show_stack(p, NULL);
5962         put_task_stack(p);
5963 }
5964 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5965
5966 static inline bool
5967 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5968 {
5969         /* no filter, everything matches */
5970         if (!state_filter)
5971                 return true;
5972
5973         /* filter, but doesn't match */
5974         if (!(p->state & state_filter))
5975                 return false;
5976
5977         /*
5978          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5979          * TASK_KILLABLE).
5980          */
5981         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5982                 return false;
5983
5984         return true;
5985 }
5986
5987
5988 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5989 {
5990         struct task_struct *g, *p;
5991
5992 #if BITS_PER_LONG == 32
5993         printk(KERN_INFO
5994                 "  task                PC stack   pid father\n");
5995 #else
5996         printk(KERN_INFO
5997                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5998 #endif
5999         rcu_read_lock();
6000         for_each_process_thread(g, p) {
6001                 /*
6002                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6003                  * console might take a lot of time:
6004                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6005                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6006                  * an IPI.
6007                  */
6008                 touch_nmi_watchdog();
6009                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6010                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6011                         sched_show_task(p);
6012         }
6013
6014 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6015         if (!state_filter)
6016                 sysrq_sched_debug_show();
6017 #endif
6018         rcu_read_unlock();
6019         /*
6020          * Only show locks if all tasks are dumped:
6021          */
6022         if (!state_filter)
6023                 debug_show_all_locks();
6024 }
6025
6026 /**
6027  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6028  * @idle: task in question
6029  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6030  *
6031  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6032  * flag, to make booting more robust.
6033  */
6034 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6035 {
6036         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6037         unsigned long flags;
6038
6039         __sched_fork(0, idle);
6040
6041         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6042         raw_spin_lock(&rq->lock);
6043
6044         idle->state = TASK_RUNNING;
6045         idle->se.exec_start = sched_clock();
6046         idle->flags |= PF_IDLE;
6047
6048         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6049
6050 #ifdef CONFIG_SMP
6051         /*
6052          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6053          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6054          *
6055          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6056          */
6057         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6058 #endif
6059         /*
6060          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6061          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6062          * lockdep check in task_group() will fail.
6063          *
6064          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6065          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6066          *
6067          * Silence PROVE_RCU
6068          */
6069         rcu_read_lock();
6070         __set_task_cpu(idle, cpu);
6071         rcu_read_unlock();
6072
6073         rq->idle = idle;
6074         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6075         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6076 #ifdef CONFIG_SMP
6077         idle->on_cpu = 1;
6078 #endif
6079         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6080         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6081
6082         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6083         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6084
6085         /*
6086          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6087          */
6088         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6089         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6090         vtime_init_idle(idle, cpu);
6091 #ifdef CONFIG_SMP
6092         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6093 #endif
6094 }
6095
6096 #ifdef CONFIG_SMP
6097
6098 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6099                               const struct cpumask *trial)
6100 {
6101         int ret = 1;
6102
6103         if (!cpumask_weight(cur))
6104                 return ret;
6105
6106         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6107
6108         return ret;
6109 }
6110
6111 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6112                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6113 {
6114         int ret = 0;
6115
6116         /*
6117          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6118          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6119          * affinity and isolating such threads by their set of
6120          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6121          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6122          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6123          * before cpus_mask may be changed.
6124          */
6125         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6126                 ret = -EINVAL;
6127                 goto out;
6128         }
6129
6130         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6131                                               cs_cpus_allowed))
6132                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6133
6134 out:
6135         return ret;
6136 }
6137
6138 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6139
6140 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6141 /* Migrate current task p to target_cpu */
6142 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6143 {
6144         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6145         int curr_cpu = task_cpu(p);
6146
6147         if (curr_cpu == target_cpu)
6148                 return 0;
6149
6150         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6151                 return -EINVAL;
6152
6153         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6154
6155         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6156         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6157 }
6158
6159 /*
6160  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6161  * tasks on the runqueues
6162  */
6163 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6164 {
6165         bool queued, running;
6166         struct rq_flags rf;
6167         struct rq *rq;
6168
6169         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6170         queued = task_on_rq_queued(p);
6171         running = task_current(rq, p);
6172
6173         if (queued)
6174                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6175         if (running)
6176                 put_prev_task(rq, p);
6177
6178         p->numa_preferred_nid = nid;
6179
6180         if (queued)
6181                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6182         if (running)
6183                 set_next_task(rq, p);
6184         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6185 }
6186 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6187
6188 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6189 /*
6190  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6191  * offline.
6192  */
6193 void idle_task_exit(void)
6194 {
6195         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6196
6197         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6198
6199         if (mm != &init_mm) {
6200                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6201                 current->active_mm = &init_mm;
6202                 finish_arch_post_lock_switch();
6203         }
6204         mmdrop(mm);
6205 }
6206
6207 /*
6208  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6209  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6210  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6211  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6212  * calculation.
6213  *
6214  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6215  */
6216 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6217 {
6218         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6219         if (delta)
6220                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6221 }
6222
6223 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6224 {
6225         const struct sched_class *class;
6226         struct task_struct *next;
6227
6228         for_each_class(class) {
6229                 next = class->pick_next_task(rq);
6230                 if (next) {
6231                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6232                         return next;
6233                 }
6234         }
6235
6236         /* The idle class should always have a runnable task */
6237         BUG();
6238 }
6239
6240 /*
6241  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6242  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6243  *
6244  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6245  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6246  * because of lock validation efforts.
6247  */
6248 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6249 {
6250         struct rq *rq = dead_rq;
6251         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6252         struct rq_flags orf = *rf;
6253         int dest_cpu;
6254
6255         /*
6256          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6257          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6258          *
6259          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6260          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6261          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6262          * done here.
6263          */
6264         rq->stop = NULL;
6265
6266         /*
6267          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6268          * class method both need to have an up-to-date
6269          * value of rq->clock[_task]
6270          */
6271         update_rq_clock(rq);
6272
6273         for (;;) {
6274                 /*
6275                  * There's this thread running, bail when that's the only
6276                  * remaining thread:
6277                  */
6278                 if (rq->nr_running == 1)
6279                         break;
6280
6281                 next = __pick_migrate_task(rq);
6282
6283                 /*
6284                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6285                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6286                  * stabilizes the mask.
6287                  *
6288                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6289                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6290                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6291                  */
6292                 rq_unlock(rq, rf);
6293                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6294                 rq_relock(rq, rf);
6295
6296                 /*
6297                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6298                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6299                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6300                  */
6301                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6302                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6303                         continue;
6304                 }
6305
6306                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6307                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6308                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6309                 if (rq != dead_rq) {
6310                         rq_unlock(rq, rf);
6311                         rq = dead_rq;
6312                         *rf = orf;
6313                         rq_relock(rq, rf);
6314                 }
6315                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6316         }
6317
6318         rq->stop = stop;
6319 }
6320 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6321
6322 void set_rq_online(struct rq *rq)
6323 {
6324         if (!rq->online) {
6325                 const struct sched_class *class;
6326
6327                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6328                 rq->online = 1;
6329
6330                 for_each_class(class) {
6331                         if (class->rq_online)
6332                                 class->rq_online(rq);
6333                 }
6334         }
6335 }
6336
6337 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6338 {
6339         if (rq->online) {
6340                 const struct sched_class *class;
6341
6342                 for_each_class(class) {
6343                         if (class->rq_offline)
6344                                 class->rq_offline(rq);
6345                 }
6346
6347                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6348                 rq->online = 0;
6349         }
6350 }
6351
6352 /*
6353  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6354  */
6355 static int num_cpus_frozen;
6356
6357 /*
6358  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6359  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6360  * around partition_sched_domains().
6361  *
6362  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6363  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6364  */
6365 static void cpuset_cpu_active(void)
6366 {
6367         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6368                 /*
6369                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6370                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6371                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6372                  * domain, ignoring cpusets.
6373                  */
6374                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6375                 if (--num_cpus_frozen)
6376                         return;
6377                 /*
6378                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6379                  * restore the original sched domains by considering the
6380                  * cpuset configurations.
6381                  */
6382                 cpuset_force_rebuild();
6383         }
6384         cpuset_update_active_cpus();
6385 }
6386
6387 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6388 {
6389         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6390                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6391                         return -EBUSY;
6392                 cpuset_update_active_cpus();
6393         } else {
6394                 num_cpus_frozen++;
6395                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6396         }
6397         return 0;
6398 }
6399
6400 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6401 {
6402         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6403         struct rq_flags rf;
6404
6405 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6406         /*
6407          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6408          */
6409         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6410                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6411 #endif
6412         set_cpu_active(cpu, true);
6413
6414         if (sched_smp_initialized) {
6415                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6416                 cpuset_cpu_active();
6417         }
6418
6419         /*
6420          * Put the rq online, if not already. This happens:
6421          *
6422          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6423          *    after all CPUs have been brought up.
6424          *
6425          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6426          *    domains.
6427          */
6428         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6429         if (rq->rd) {
6430                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6431                 set_rq_online(rq);
6432         }
6433         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6434
6435         return 0;
6436 }
6437
6438 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6439 {
6440         int ret;
6441
6442         set_cpu_active(cpu, false);
6443         /*
6444          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6445          * users of this state to go away such that all new such users will
6446          * observe it.
6447          *
6448          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6449          */
6450         synchronize_rcu();
6451
6452 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6453         /*
6454          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6455          */
6456         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6457                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6458 #endif
6459
6460         if (!sched_smp_initialized)
6461                 return 0;
6462
6463         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6464         if (ret) {
6465                 set_cpu_active(cpu, true);
6466                 return ret;
6467         }
6468         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6469         return 0;
6470 }
6471
6472 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6473 {
6474         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6475
6476         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6477         update_max_interval();
6478 }
6479
6480 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6481 {
6482         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6483         sched_tick_start(cpu);
6484         return 0;
6485 }
6486
6487 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6488 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6489 {
6490         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6491         struct rq_flags rf;
6492
6493         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6494         sched_ttwu_pending();
6495         sched_tick_stop(cpu);
6496
6497         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6498         if (rq->rd) {
6499                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6500                 set_rq_offline(rq);
6501         }
6502         migrate_tasks(rq, &rf);
6503         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6504         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6505
6506         calc_load_migrate(rq);
6507         update_max_interval();
6508         nohz_balance_exit_idle(rq);
6509         hrtick_clear(rq);
6510         return 0;
6511 }
6512 #endif
6513
6514 void __init sched_init_smp(void)
6515 {
6516         sched_init_numa();
6517
6518         /*
6519          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6520          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6521          * happen.
6522          */
6523         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6524         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6525         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6526
6527         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6528         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6529                 BUG();
6530         sched_init_granularity();
6531
6532         init_sched_rt_class();
6533         init_sched_dl_class();
6534
6535         sched_smp_initialized = true;
6536 }
6537
6538 static int __init migration_init(void)
6539 {
6540         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6541         return 0;
6542 }
6543 early_initcall(migration_init);
6544
6545 #else
6546 void __init sched_init_smp(void)
6547 {
6548         sched_init_granularity();
6549 }
6550 #endif /* CONFIG_SMP */
6551
6552 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6553 {
6554         return in_lock_functions(addr) ||
6555                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6556                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6557 }
6558
6559 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6560 /*
6561  * Default task group.
6562  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6563  */
6564 struct task_group root_task_group;
6565 LIST_HEAD(task_groups);
6566
6567 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6568 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6569 #endif
6570
6571 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6572 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6573
6574 void __init sched_init(void)
6575 {
6576         unsigned long ptr = 0;
6577         int i;
6578
6579         wait_bit_init();
6580
6581 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6582         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6583 #endif
6584 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6585         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6586 #endif
6587         if (ptr) {
6588                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6589
6590 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6591                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6592                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6593
6594                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6595                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6596
6597 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6598 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6599                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6600                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6601
6602                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6603                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6604
6605 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6606         }
6607 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6608         for_each_possible_cpu(i) {
6609                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6610                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6611                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6612                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6613         }
6614 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6615
6616         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6617         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6618
6619 #ifdef CONFIG_SMP
6620         init_defrootdomain();
6621 #endif
6622
6623 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6624         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6625                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6626 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6627
6628 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6629         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6630
6631         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6632         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6633         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6634         autogroup_init(&init_task);
6635 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6636
6637         for_each_possible_cpu(i) {
6638                 struct rq *rq;
6639
6640                 rq = cpu_rq(i);
6641                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6642                 rq->nr_running = 0;
6643                 rq->calc_load_active = 0;
6644                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6645                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6646                 init_rt_rq(&rq->rt);
6647                 init_dl_rq(&rq->dl);
6648 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6649                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6650                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6651                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6652                 /*
6653                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6654                  *
6655                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6656                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6657                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6658                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6659                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6660                  * (se->load.weight).
6661                  *
6662                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6663                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6664                  * then A0's share of the CPU resource is:
6665                  *
6666                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6667                  *
6668                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6669                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6670                  */
6671                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6672                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6673 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6674
6675                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6676 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6677                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6678 #endif
6679 #ifdef CONFIG_SMP
6680                 rq->sd = NULL;
6681                 rq->rd = NULL;
6682                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6683                 rq->balance_callback = NULL;
6684                 rq->active_balance = 0;
6685                 rq->next_balance = jiffies;
6686                 rq->push_cpu = 0;
6687                 rq->cpu = i;
6688                 rq->online = 0;
6689                 rq->idle_stamp = 0;
6690                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6691                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6692
6693                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6694
6695                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6696 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6697                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6698                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6699 #endif
6700 #endif /* CONFIG_SMP */
6701                 hrtick_rq_init(rq);
6702                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6703         }
6704
6705         set_load_weight(&init_task, false);
6706
6707         /*
6708          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6709          */
6710         mmgrab(&init_mm);
6711         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6712
6713         /*
6714          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6715          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6716          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6717          * when this runqueue becomes "idle".
6718          */
6719         init_idle(current, smp_processor_id());
6720
6721         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6722
6723 #ifdef CONFIG_SMP
6724         idle_thread_set_boot_cpu();
6725 #endif
6726         init_sched_fair_class();
6727
6728         init_schedstats();
6729
6730         psi_init();
6731
6732         init_uclamp();
6733
6734         scheduler_running = 1;
6735 }
6736
6737 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6738 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6739 {
6740         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6741
6742         return (nested == preempt_offset);
6743 }
6744
6745 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6746 {
6747         /*
6748          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6749          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6750          * otherwise we will destroy state.
6751          */
6752         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6753                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6754                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6755                         current->state,
6756                         (void *)current->task_state_change,
6757                         (void *)current->task_state_change);
6758
6759         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6760 }
6761 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6762
6763 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6764 {
6765         /* Ratelimiting timestamp: */
6766         static unsigned long prev_jiffy;
6767
6768         unsigned long preempt_disable_ip;
6769
6770         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6771         rcu_sleep_check();
6772
6773         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6774              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6775             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6776             oops_in_progress)
6777                 return;
6778
6779         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6780                 return;
6781         prev_jiffy = jiffies;
6782
6783         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6784         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6785
6786         printk(KERN_ERR
6787                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6788                         file, line);
6789         printk(KERN_ERR
6790                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6791                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6792                         current->pid, current->comm);
6793
6794         if (task_stack_end_corrupted(current))
6795                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6796
6797         debug_show_held_locks(current);
6798         if (irqs_disabled())
6799                 print_irqtrace_events(current);
6800         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6801             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6802                 pr_err("Preemption disabled at:");
6803                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6804                 pr_cont("\n");
6805         }
6806         dump_stack();
6807         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6808 }
6809 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6810
6811 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6812 {
6813         static unsigned long prev_jiffy;
6814
6815         if (irqs_disabled())
6816                 return;
6817
6818         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6819                 return;
6820
6821         if (preempt_count() > preempt_offset)
6822                 return;
6823
6824         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6825                 return;
6826         prev_jiffy = jiffies;
6827
6828         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6829         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6830                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6831                         current->pid, current->comm);
6832
6833         debug_show_held_locks(current);
6834         dump_stack();
6835         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6836 }
6837 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6838 #endif
6839
6840 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6841 void normalize_rt_tasks(void)
6842 {
6843         struct task_struct *g, *p;
6844         struct sched_attr attr = {
6845                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6846         };
6847
6848         read_lock(&tasklist_lock);
6849         for_each_process_thread(g, p) {
6850                 /*
6851                  * Only normalize user tasks:
6852                  */
6853                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6854                         continue;
6855
6856                 p->se.exec_start = 0;
6857                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6858                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6859                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6860
6861                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6862                         /*
6863                          * Renice negative nice level userspace
6864                          * tasks back to 0:
6865                          */
6866                         if (task_nice(p) < 0)
6867                                 set_user_nice(p, 0);
6868                         continue;
6869                 }
6870
6871                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6872         }
6873         read_unlock(&tasklist_lock);
6874 }
6875
6876 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6877
6878 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6879 /*
6880  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6881  *
6882  * They can only be called when the whole system has been
6883  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6884  * activity can take place. Using them for anything else would
6885  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6886  * under any other configuration.
6887  */
6888
6889 /**
6890  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6891  * @cpu: the processor in question.
6892  *
6893  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6894  *
6895  * Return: The current task for @cpu.
6896  */
6897 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6898 {
6899         return cpu_curr(cpu);
6900 }
6901
6902 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6903
6904 #ifdef CONFIG_IA64
6905 /**
6906  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6907  * @cpu: the processor in question.
6908  * @p: the task pointer to set.
6909  *
6910  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6911  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6912  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6913  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6914  * and caller must save the original value of the current task (see
6915  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6916  * re-starting the system.
6917  *
6918  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6919  */
6920 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6921 {
6922         cpu_curr(cpu) = p;
6923 }
6924
6925 #endif
6926
6927 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6928 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6929 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6930
6931 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
6932                                             struct task_group *parent)
6933 {
6934 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
6935         enum uclamp_id clamp_id;
6936
6937         for_each_clamp_id(clamp_id) {
6938                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
6939                               uclamp_none(clamp_id), false);
6940                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
6941         }
6942 #endif
6943 }
6944
6945 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6946 {
6947         free_fair_sched_group(tg);
6948         free_rt_sched_group(tg);
6949         autogroup_free(tg);
6950         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6951 }
6952
6953 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6954 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6955 {
6956         struct task_group *tg;
6957
6958         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6959         if (!tg)
6960                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6961
6962         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6963                 goto err;
6964
6965         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6966                 goto err;
6967
6968         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
6969
6970         return tg;
6971
6972 err:
6973         sched_free_group(tg);
6974         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6975 }
6976
6977 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6978 {
6979         unsigned long flags;
6980
6981         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6982         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6983
6984         /* Root should already exist: */
6985         WARN_ON(!parent);
6986
6987         tg->parent = parent;
6988         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6989         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6990         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6991
6992         online_fair_sched_group(tg);
6993 }
6994
6995 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6996 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6997 {
6998         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6999         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7000 }
7001
7002 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7003 {
7004         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7005         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7006 }
7007
7008 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7009 {
7010         unsigned long flags;
7011
7012         /* End participation in shares distribution: */
7013         unregister_fair_sched_group(tg);
7014
7015         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7016         list_del_rcu(&tg->list);
7017         list_del_rcu(&tg->siblings);
7018         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7019 }
7020
7021 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7022 {
7023         struct task_group *tg;
7024
7025         /*
7026          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7027          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7028          * to prevent lockdep warnings.
7029          */
7030         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7031                           struct task_group, css);
7032         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7033         tsk->sched_task_group = tg;
7034
7035 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7036         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7037                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7038         else
7039 #endif
7040                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7041 }
7042
7043 /*
7044  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7045  *
7046  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7047  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7048  * its new group.
7049  */
7050 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7051 {
7052         int queued, running, queue_flags =
7053                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7054         struct rq_flags rf;
7055         struct rq *rq;
7056
7057         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7058         update_rq_clock(rq);
7059
7060         running = task_current(rq, tsk);
7061         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7062
7063         if (queued)
7064                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7065         if (running)
7066                 put_prev_task(rq, tsk);
7067
7068         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7069
7070         if (queued)
7071                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7072         if (running) {
7073                 set_next_task(rq, tsk);
7074                 /*
7075                  * After changing group, the running task may have joined a
7076                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7077                  * resched to make sure that task can still run.
7078                  */
7079                 resched_curr(rq);
7080         }
7081
7082         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7083 }
7084
7085 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7086 {
7087         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7088 }
7089
7090 static struct cgroup_subsys_state *
7091 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7092 {
7093         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7094         struct task_group *tg;
7095
7096         if (!parent) {
7097                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7098                 return &root_task_group.css;
7099         }
7100
7101         tg = sched_create_group(parent);
7102         if (IS_ERR(tg))
7103                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7104
7105         return &tg->css;
7106 }
7107
7108 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7109 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7110 {
7111         struct task_group *tg = css_tg(css);
7112         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7113
7114         if (parent)
7115                 sched_online_group(tg, parent);
7116
7117 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7118         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7119         cpu_util_update_eff(css);
7120 #endif
7121
7122         return 0;
7123 }
7124
7125 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7126 {
7127         struct task_group *tg = css_tg(css);
7128
7129         sched_offline_group(tg);
7130 }
7131
7132 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7133 {
7134         struct task_group *tg = css_tg(css);
7135
7136         /*
7137          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7138          */
7139         sched_free_group(tg);
7140 }
7141
7142 /*
7143  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7144  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7145  */
7146 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7147 {
7148         struct rq_flags rf;
7149         struct rq *rq;
7150
7151         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7152
7153         update_rq_clock(rq);
7154         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7155
7156         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7157 }
7158
7159 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7160 {
7161         struct task_struct *task;
7162         struct cgroup_subsys_state *css;
7163         int ret = 0;
7164
7165         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7166 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7167                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7168                         return -EINVAL;
7169 #endif
7170                 /*
7171                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7172                  * running, we're sure to observe its full state.
7173                  */
7174                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7175                 /*
7176                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7177                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7178                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7179                  */
7180                 if (task->state == TASK_NEW)
7181                         ret = -EINVAL;
7182                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7183
7184                 if (ret)
7185                         break;
7186         }
7187         return ret;
7188 }
7189
7190 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7191 {
7192         struct task_struct *task;
7193         struct cgroup_subsys_state *css;
7194
7195         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7196                 sched_move_task(task);
7197 }
7198
7199 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7200 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7201 {
7202         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7203         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7204         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7205         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7206         enum uclamp_id clamp_id;
7207         unsigned int clamps;
7208
7209         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7210                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7211                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7212
7213                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7214                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7215                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7216                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7217                         if (uc_parent &&
7218                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7219                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7220                         }
7221                 }
7222                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7223                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7224
7225                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7226                 clamps = 0x0;
7227                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7228                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7229                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7230                                 continue;
7231                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7232                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7233                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7234                 }
7235                 if (!clamps) {
7236                         css = css_rightmost_descendant(css);
7237                         continue;
7238                 }
7239
7240                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7241                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7242         }
7243 }
7244
7245 /*
7246  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7247  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7248  * character constant, use two levels of macros.
7249  */
7250 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7251 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7252
7253 struct uclamp_request {
7254 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7255 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7256         s64 percent;
7257         u64 util;
7258         int ret;
7259 };
7260
7261 static inline struct uclamp_request
7262 capacity_from_percent(char *buf)
7263 {
7264         struct uclamp_request req = {
7265                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7266                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7267                 .ret = 0,
7268         };
7269
7270         buf = strim(buf);
7271         if (strcmp(buf, "max")) {
7272                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7273                                              &req.percent);
7274                 if (req.ret)
7275                         return req;
7276                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7277                         req.ret = -ERANGE;
7278                         return req;
7279                 }
7280
7281                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7282                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7283         }
7284
7285         return req;
7286 }
7287
7288 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7289                                 size_t nbytes, loff_t off,
7290                                 enum uclamp_id clamp_id)
7291 {
7292         struct uclamp_request req;
7293         struct task_group *tg;
7294
7295         req = capacity_from_percent(buf);
7296         if (req.ret)
7297                 return req.ret;
7298
7299         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7300         rcu_read_lock();
7301
7302         tg = css_tg(of_css(of));
7303         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7304                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7305
7306         /*
7307          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7308          * exact requested value
7309          */
7310         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7311
7312         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7313         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7314
7315         rcu_read_unlock();
7316         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7317
7318         return nbytes;
7319 }
7320
7321 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7322                                     char *buf, size_t nbytes,
7323                                     loff_t off)
7324 {
7325         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7326 }
7327
7328 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7329                                     char *buf, size_t nbytes,
7330                                     loff_t off)
7331 {
7332         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7333 }
7334
7335 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7336                                     enum uclamp_id clamp_id)
7337 {
7338         struct task_group *tg;
7339         u64 util_clamp;
7340         u64 percent;
7341         u32 rem;
7342
7343         rcu_read_lock();
7344         tg = css_tg(seq_css(sf));
7345         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7346         rcu_read_unlock();
7347
7348         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7349                 seq_puts(sf, "max\n");
7350                 return;
7351         }
7352
7353         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7354         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7355         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7356 }
7357
7358 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7359 {
7360         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7361         return 0;
7362 }
7363
7364 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7365 {
7366         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7367         return 0;
7368 }
7369 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7370
7371 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7372 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7373                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7374 {
7375         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7376                 shareval = MAX_SHARES;
7377         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7378 }
7379
7380 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7381                                struct cftype *cft)
7382 {
7383         struct task_group *tg = css_tg(css);
7384
7385         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7386 }
7387
7388 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7389 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7390
7391 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7392 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7393
7394 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7395
7396 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7397 {
7398         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7399         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7400
7401         if (tg == &root_task_group)
7402                 return -EINVAL;
7403
7404         /*
7405          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7406          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7407          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7408          */
7409         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7410                 return -EINVAL;
7411
7412         /*
7413          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7414          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7415          * feasibility.
7416          */
7417         if (period > max_cfs_quota_period)
7418                 return -EINVAL;
7419
7420         /*
7421          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7422          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7423          */
7424         get_online_cpus();
7425         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7426         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7427         if (ret)
7428                 goto out_unlock;
7429
7430         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7431         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7432         /*
7433          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7434          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7435          */
7436         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7437                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7438         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7439         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7440         cfs_b->quota = quota;
7441
7442         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7443
7444         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7445         if (runtime_enabled)
7446                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7447
7448         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7449
7450         for_each_online_cpu(i) {
7451                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7452                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7453                 struct rq_flags rf;
7454
7455                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7456                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7457                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7458
7459                 if (cfs_rq->throttled)
7460                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7461                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7462         }
7463         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7464                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7465 out_unlock:
7466         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7467         put_online_cpus();
7468
7469         return ret;
7470 }
7471
7472 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7473 {
7474         u64 quota, period;
7475
7476         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7477         if (cfs_quota_us < 0)
7478                 quota = RUNTIME_INF;
7479         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7480                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7481         else
7482                 return -EINVAL;
7483
7484         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7485 }
7486
7487 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7488 {
7489         u64 quota_us;
7490
7491         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7492                 return -1;
7493
7494         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7495         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7496
7497         return quota_us;
7498 }
7499
7500 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7501 {
7502         u64 quota, period;
7503
7504         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7505                 return -EINVAL;
7506
7507         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7508         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7509
7510         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7511 }
7512
7513 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7514 {
7515         u64 cfs_period_us;
7516
7517         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7518         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7519
7520         return cfs_period_us;
7521 }
7522
7523 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7524                                   struct cftype *cft)
7525 {
7526         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7527 }
7528
7529 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7530                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7531 {
7532         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7533 }
7534
7535 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7536                                    struct cftype *cft)
7537 {
7538         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7539 }
7540
7541 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7542                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7543 {
7544         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7545 }
7546
7547 struct cfs_schedulable_data {
7548         struct task_group *tg;
7549         u64 period, quota;
7550 };
7551
7552 /*
7553  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7554  * note: units are usecs
7555  */
7556 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7557                                struct cfs_schedulable_data *d)
7558 {
7559         u64 quota, period;
7560
7561         if (tg == d->tg) {
7562                 period = d->period;
7563                 quota = d->quota;
7564         } else {
7565                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7566                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7567         }
7568
7569         /* note: these should typically be equivalent */
7570         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7571                 return RUNTIME_INF;
7572
7573         return to_ratio(period, quota);
7574 }
7575
7576 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7577 {
7578         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7579         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7580         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7581
7582         if (!tg->parent) {
7583                 quota = RUNTIME_INF;
7584         } else {
7585                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7586
7587                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7588                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7589
7590                 /*
7591                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7592                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7593                  * limit is set:
7594                  */
7595                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7596                         quota = min(quota, parent_quota);
7597                 } else {
7598                         if (quota == RUNTIME_INF)
7599                                 quota = parent_quota;
7600                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7601                                 return -EINVAL;
7602                 }
7603         }
7604         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7605
7606         return 0;
7607 }
7608
7609 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7610 {
7611         int ret;
7612         struct cfs_schedulable_data data = {
7613                 .tg = tg,
7614                 .period = period,
7615                 .quota = quota,
7616         };
7617
7618         if (quota != RUNTIME_INF) {
7619                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7620                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7621         }
7622
7623         rcu_read_lock();
7624         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7625         rcu_read_unlock();
7626
7627         return ret;
7628 }
7629
7630 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7631 {
7632         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7633         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7634
7635         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7636         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7637         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7638
7639         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7640                 u64 ws = 0;
7641                 int i;
7642
7643                 for_each_possible_cpu(i)
7644                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7645
7646                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7647         }
7648
7649         return 0;
7650 }
7651 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7652 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7653
7654 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7655 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7656                                 struct cftype *cft, s64 val)
7657 {
7658         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7659 }
7660
7661 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7662                                struct cftype *cft)
7663 {
7664         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7665 }
7666
7667 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7668                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7669 {
7670         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7671 }
7672
7673 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7674                                    struct cftype *cft)
7675 {
7676         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7677 }
7678 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7679
7680 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7681 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7682         {
7683                 .name = "shares",
7684                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7685                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7686         },
7687 #endif
7688 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7689         {
7690                 .name = "cfs_quota_us",
7691                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7692                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7693         },
7694         {
7695                 .name = "cfs_period_us",
7696                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7697                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7698         },
7699         {
7700                 .name = "stat",
7701                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7702         },
7703 #endif
7704 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7705         {
7706                 .name = "rt_runtime_us",
7707                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7708                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7709         },
7710         {
7711                 .name = "rt_period_us",
7712                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7713                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7714         },
7715 #endif
7716 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7717         {
7718                 .name = "uclamp.min",
7719                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7720                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7721                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7722         },
7723         {
7724                 .name = "uclamp.max",
7725                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7726                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7727                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7728         },
7729 #endif
7730         { }     /* Terminate */
7731 };
7732
7733 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7734                                struct cgroup_subsys_state *css)
7735 {
7736 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7737         {
7738                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7739                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7740                 u64 throttled_usec;
7741
7742                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7743                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7744
7745                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7746                            "nr_throttled %d\n"
7747                            "throttled_usec %llu\n",
7748                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7749                            throttled_usec);
7750         }
7751 #endif
7752         return 0;
7753 }
7754
7755 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7756 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7757                                struct cftype *cft)
7758 {
7759         struct task_group *tg = css_tg(css);
7760         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7761
7762         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7763 }
7764
7765 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7766                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7767 {
7768         /*
7769          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7770          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7771          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7772          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7773          * the original value over the entire range.
7774          */
7775         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7776                 return -ERANGE;
7777
7778         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7779
7780         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7781 }
7782
7783 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7784                                     struct cftype *cft)
7785 {
7786         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7787         int last_delta = INT_MAX;
7788         int prio, delta;
7789
7790         /* find the closest nice value to the current weight */
7791         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7792                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7793                 if (delta >= last_delta)
7794                         break;
7795                 last_delta = delta;
7796         }
7797
7798         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7799 }
7800
7801 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7802                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7803 {
7804         unsigned long weight;
7805         int idx;
7806
7807         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7808                 return -ERANGE;
7809
7810         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7811         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7812         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7813
7814         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7815 }
7816 #endif
7817
7818 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7819                                                   long period, long quota)
7820 {
7821         if (quota < 0)
7822                 seq_puts(sf, "max");
7823         else
7824                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7825
7826         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7827 }
7828
7829 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7830 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7831                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7832 {
7833         char tok[21];   /* U64_MAX */
7834
7835         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7836                 return -EINVAL;
7837
7838         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7839
7840         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7841                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7842         else if (!strcmp(tok, "max"))
7843                 *quotap = RUNTIME_INF;
7844         else
7845                 return -EINVAL;
7846
7847         return 0;
7848 }
7849
7850 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7851 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7852 {
7853         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7854
7855         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7856         return 0;
7857 }
7858
7859 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7860                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7861 {
7862         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7863         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7864         u64 quota;
7865         int ret;
7866
7867         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7868         if (!ret)
7869                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7870         return ret ?: nbytes;
7871 }
7872 #endif
7873
7874 static struct cftype cpu_files[] = {
7875 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7876         {
7877                 .name = "weight",
7878                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7879                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7880                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7881         },
7882         {
7883                 .name = "weight.nice",
7884                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7885                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7886                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7887         },
7888 #endif
7889 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7890         {
7891                 .name = "max",
7892                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7893                 .seq_show = cpu_max_show,
7894                 .write = cpu_max_write,
7895         },
7896 #endif
7897 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7898         {
7899                 .name = "uclamp.min",
7900                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7901                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7902                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7903         },
7904         {
7905                 .name = "uclamp.max",
7906                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7907                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7908                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7909         },
7910 #endif
7911         { }     /* terminate */
7912 };
7913
7914 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7915         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7916         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7917         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7918         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7919         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7920         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7921         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7922         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7923         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7924         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7925         .early_init     = true,
7926         .threaded       = true,
7927 };
7928
7929 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7930
7931 void dump_cpu_task(int cpu)
7932 {
7933         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7934         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7935 }
7936
7937 /*
7938  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7939  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7940  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7941  * that remained on nice 0.
7942  *
7943  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7944  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7945  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7946  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7947  * the relative distance between them is ~25%.)
7948  */
7949 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7950  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7951  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7952  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7953  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7954  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7955  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7956  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7957  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7958 };
7959
7960 /*
7961  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7962  *
7963  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7964  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7965  * into multiplications:
7966  */
7967 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7968  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7969  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7970  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7971  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7972  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7973  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7974  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7975  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7976 };
7977
7978 #undef CREATE_TRACE_POINTS