sched: add a few helpers to wake up tasks on the current cpu
[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 <linux/highmem.h>
10 #include <linux/hrtimer_api.h>
11 #include <linux/ktime_api.h>
12 #include <linux/sched/signal.h>
13 #include <linux/syscalls_api.h>
14 #include <linux/debug_locks.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/capability.h>
17 #include <linux/pgtable_api.h>
18 #include <linux/wait_bit.h>
19 #include <linux/jiffies.h>
20 #include <linux/spinlock_api.h>
21 #include <linux/cpumask_api.h>
22 #include <linux/lockdep_api.h>
23 #include <linux/hardirq.h>
24 #include <linux/softirq.h>
25 #include <linux/refcount_api.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/sched/clock.h>
28 #include <linux/sched/cond_resched.h>
29 #include <linux/sched/cputime.h>
30 #include <linux/sched/debug.h>
31 #include <linux/sched/hotplug.h>
32 #include <linux/sched/init.h>
33 #include <linux/sched/isolation.h>
34 #include <linux/sched/loadavg.h>
35 #include <linux/sched/mm.h>
36 #include <linux/sched/nohz.h>
37 #include <linux/sched/rseq_api.h>
38 #include <linux/sched/rt.h>
39
40 #include <linux/blkdev.h>
41 #include <linux/context_tracking.h>
42 #include <linux/cpuset.h>
43 #include <linux/delayacct.h>
44 #include <linux/init_task.h>
45 #include <linux/interrupt.h>
46 #include <linux/ioprio.h>
47 #include <linux/kallsyms.h>
48 #include <linux/kcov.h>
49 #include <linux/kprobes.h>
50 #include <linux/llist_api.h>
51 #include <linux/mmu_context.h>
52 #include <linux/mmzone.h>
53 #include <linux/mutex_api.h>
54 #include <linux/nmi.h>
55 #include <linux/nospec.h>
56 #include <linux/perf_event_api.h>
57 #include <linux/profile.h>
58 #include <linux/psi.h>
59 #include <linux/rcuwait_api.h>
60 #include <linux/sched/wake_q.h>
61 #include <linux/scs.h>
62 #include <linux/slab.h>
63 #include <linux/syscalls.h>
64 #include <linux/vtime.h>
65 #include <linux/wait_api.h>
66 #include <linux/workqueue_api.h>
67
68 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
69 # ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
70 #  include <linux/entry-common.h>
71 # endif
72 #endif
73
74 #include <uapi/linux/sched/types.h>
75
76 #include <asm/irq_regs.h>
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <linux/sched/rseq_api.h>
82 #include <trace/events/sched.h>
83 #include <trace/events/ipi.h>
84 #undef CREATE_TRACE_POINTS
85
86 #include "sched.h"
87 #include "stats.h"
88 #include "autogroup.h"
89
90 #include "autogroup.h"
91 #include "pelt.h"
92 #include "smp.h"
93 #include "stats.h"
94
95 #include "../workqueue_internal.h"
96 #include "../../io_uring/io-wq.h"
97 #include "../smpboot.h"
98
99 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(ipi_send_cpu);
100 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(ipi_send_cpumask);
101
102 /*
103  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
104  * associated with them) to allow external modules to probe them.
105  */
106 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
107 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
108 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
109 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
110 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
111 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_thermal_tp);
112 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
113 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
114 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
115 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
116 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
117
118 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
119
120 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
121 /*
122  * Debugging: various feature bits
123  *
124  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
125  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
126  * at compile time and compiler optimization based on features default.
127  */
128 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
129         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
130 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
131 #include "features.h"
132         0;
133 #undef SCHED_FEAT
134
135 /*
136  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
137  * LATENCY_WARN is enabled).
138  *
139  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
140  * per boot.
141  */
142 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
143 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
144 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
145
146 /*
147  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
148  * Limited because this is done with IRQs disabled.
149  */
150 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
151
152 __read_mostly int scheduler_running;
153
154 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
155
156 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
157
158 /* kernel prio, less is more */
159 static inline int __task_prio(const struct task_struct *p)
160 {
161         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
162                 return -2;
163
164         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
165                 return p->prio; /* [-1, 99] */
166
167         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
168                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
169
170         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
171 }
172
173 /*
174  * l(a,b)
175  * le(a,b) := !l(b,a)
176  * g(a,b)  := l(b,a)
177  * ge(a,b) := !l(a,b)
178  */
179
180 /* real prio, less is less */
181 static inline bool prio_less(const struct task_struct *a,
182                              const struct task_struct *b, bool in_fi)
183 {
184
185         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
186
187         if (-pa < -pb)
188                 return true;
189
190         if (-pb < -pa)
191                 return false;
192
193         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
194                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
195
196         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
197                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
198
199         return false;
200 }
201
202 static inline bool __sched_core_less(const struct task_struct *a,
203                                      const struct task_struct *b)
204 {
205         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
206                 return true;
207
208         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
209                 return false;
210
211         /* flip prio, so high prio is leftmost */
212         if (prio_less(b, a, !!task_rq(a)->core->core_forceidle_count))
213                 return true;
214
215         return false;
216 }
217
218 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
219
220 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
221 {
222         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
223 }
224
225 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
226 {
227         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
228         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
229
230         if (cookie < p->core_cookie)
231                 return -1;
232
233         if (cookie > p->core_cookie)
234                 return 1;
235
236         return 0;
237 }
238
239 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
240 {
241         rq->core->core_task_seq++;
242
243         if (!p->core_cookie)
244                 return;
245
246         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
247 }
248
249 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
250 {
251         rq->core->core_task_seq++;
252
253         if (sched_core_enqueued(p)) {
254                 rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
255                 RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
256         }
257
258         /*
259          * Migrating the last task off the cpu, with the cpu in forced idle
260          * state. Reschedule to create an accounting edge for forced idle,
261          * and re-examine whether the core is still in forced idle state.
262          */
263         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE) && rq->nr_running == 1 &&
264             rq->core->core_forceidle_count && rq->curr == rq->idle)
265                 resched_curr(rq);
266 }
267
268 static int sched_task_is_throttled(struct task_struct *p, int cpu)
269 {
270         if (p->sched_class->task_is_throttled)
271                 return p->sched_class->task_is_throttled(p, cpu);
272
273         return 0;
274 }
275
276 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
277 {
278         struct rb_node *node = &p->core_node;
279         int cpu = task_cpu(p);
280
281         do {
282                 node = rb_next(node);
283                 if (!node)
284                         return NULL;
285
286                 p = __node_2_sc(node);
287                 if (p->core_cookie != cookie)
288                         return NULL;
289
290         } while (sched_task_is_throttled(p, cpu));
291
292         return p;
293 }
294
295 /*
296  * Find left-most (aka, highest priority) and unthrottled task matching @cookie.
297  * If no suitable task is found, NULL will be returned.
298  */
299 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
300 {
301         struct task_struct *p;
302         struct rb_node *node;
303
304         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
305         if (!node)
306                 return NULL;
307
308         p = __node_2_sc(node);
309         if (!sched_task_is_throttled(p, rq->cpu))
310                 return p;
311
312         return sched_core_next(p, cookie);
313 }
314
315 /*
316  * Magic required such that:
317  *
318  *      raw_spin_rq_lock(rq);
319  *      ...
320  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
321  *
322  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
323  * always agree on what rq has what lock.
324  *
325  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
326  */
327
328 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
329 static atomic_t sched_core_count;
330 static struct cpumask sched_core_mask;
331
332 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
333 {
334         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
335         int t, i = 0;
336
337         local_irq_save(*flags);
338         for_each_cpu(t, smt_mask)
339                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
340 }
341
342 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
343 {
344         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
345         int t;
346
347         for_each_cpu(t, smt_mask)
348                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
349         local_irq_restore(*flags);
350 }
351
352 static void __sched_core_flip(bool enabled)
353 {
354         unsigned long flags;
355         int cpu, t;
356
357         cpus_read_lock();
358
359         /*
360          * Toggle the online cores, one by one.
361          */
362         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
363         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
364                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
365
366                 sched_core_lock(cpu, &flags);
367
368                 for_each_cpu(t, smt_mask)
369                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
370
371                 cpu_rq(cpu)->core->core_forceidle_start = 0;
372
373                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
374
375                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
376         }
377
378         /*
379          * Toggle the offline CPUs.
380          */
381         for_each_cpu_andnot(cpu, cpu_possible_mask, cpu_online_mask)
382                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
383
384         cpus_read_unlock();
385 }
386
387 static void sched_core_assert_empty(void)
388 {
389         int cpu;
390
391         for_each_possible_cpu(cpu)
392                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
393 }
394
395 static void __sched_core_enable(void)
396 {
397         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
398         /*
399          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
400          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
401          */
402         synchronize_rcu();
403         __sched_core_flip(true);
404         sched_core_assert_empty();
405 }
406
407 static void __sched_core_disable(void)
408 {
409         sched_core_assert_empty();
410         __sched_core_flip(false);
411         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
412 }
413
414 void sched_core_get(void)
415 {
416         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
417                 return;
418
419         mutex_lock(&sched_core_mutex);
420         if (!atomic_read(&sched_core_count))
421                 __sched_core_enable();
422
423         smp_mb__before_atomic();
424         atomic_inc(&sched_core_count);
425         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
426 }
427
428 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
429 {
430         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
431                 __sched_core_disable();
432                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
433         }
434 }
435
436 void sched_core_put(void)
437 {
438         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
439
440         /*
441          * "There can be only one"
442          *
443          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
444          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
445          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
446          */
447         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
448                 schedule_work(&_work);
449 }
450
451 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
452
453 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
454 static inline void
455 sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags) { }
456
457 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
458
459 /*
460  * Serialization rules:
461  *
462  * Lock order:
463  *
464  *   p->pi_lock
465  *     rq->lock
466  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
467  *
468  *  rq1->lock
469  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
470  *
471  * Regular state:
472  *
473  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
474  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
475  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
476  * to run next.
477  *
478  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
479  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
480  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
481  * ttwu_queue_wakelist() ]
482  *
483  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
484  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
485  *
486  * Special state:
487  *
488  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
489  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
490  * stable while holding either lock:
491  *
492  *  - sched_setaffinity()/
493  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
494  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
495  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
496  *                              p->se.load, p->rt_priority,
497  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
498  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
499  *  - sched_move_task():        p->sched_task_group
500  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
501  *
502  * p->state <- TASK_*:
503  *
504  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
505  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
506  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
507  *   concurrent self.
508  *
509  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
510  *
511  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
512  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
513  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
514  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
515  *
516  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
517  *
518  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
519  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
520  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
521  *
522  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
523  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
524  *
525  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
526  *
527  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
528  *
529  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
530  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
531  *
532  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
533  *
534  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
535  *
536  *  - for migration called under rq->lock:
537  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
538  *
539  *    o move_queued_task()
540  *    o detach_task()
541  *
542  *  - for migration called under double_rq_lock():
543  *
544  *    o __migrate_swap_task()
545  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
546  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
547  *    o dl_task_offline_migration()
548  *
549  */
550
551 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
552 {
553         raw_spinlock_t *lock;
554
555         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
556         preempt_disable();
557         if (sched_core_disabled()) {
558                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
559                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
560                 preempt_enable_no_resched();
561                 return;
562         }
563
564         for (;;) {
565                 lock = __rq_lockp(rq);
566                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
567                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
568                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
569                         preempt_enable_no_resched();
570                         return;
571                 }
572                 raw_spin_unlock(lock);
573         }
574 }
575
576 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
577 {
578         raw_spinlock_t *lock;
579         bool ret;
580
581         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
582         preempt_disable();
583         if (sched_core_disabled()) {
584                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
585                 preempt_enable();
586                 return ret;
587         }
588
589         for (;;) {
590                 lock = __rq_lockp(rq);
591                 ret = raw_spin_trylock(lock);
592                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
593                         preempt_enable();
594                         return ret;
595                 }
596                 raw_spin_unlock(lock);
597         }
598 }
599
600 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
601 {
602         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
603 }
604
605 #ifdef CONFIG_SMP
606 /*
607  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
608  */
609 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
610 {
611         lockdep_assert_irqs_disabled();
612
613         if (rq_order_less(rq2, rq1))
614                 swap(rq1, rq2);
615
616         raw_spin_rq_lock(rq1);
617         if (__rq_lockp(rq1) != __rq_lockp(rq2))
618                 raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
619
620         double_rq_clock_clear_update(rq1, rq2);
621 }
622 #endif
623
624 /*
625  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
626  */
627 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
628         __acquires(rq->lock)
629 {
630         struct rq *rq;
631
632         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
633
634         for (;;) {
635                 rq = task_rq(p);
636                 raw_spin_rq_lock(rq);
637                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
638                         rq_pin_lock(rq, rf);
639                         return rq;
640                 }
641                 raw_spin_rq_unlock(rq);
642
643                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
644                         cpu_relax();
645         }
646 }
647
648 /*
649  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
650  */
651 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
652         __acquires(p->pi_lock)
653         __acquires(rq->lock)
654 {
655         struct rq *rq;
656
657         for (;;) {
658                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
659                 rq = task_rq(p);
660                 raw_spin_rq_lock(rq);
661                 /*
662                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
663                  *
664                  *      ACQUIRE (rq->lock)
665                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
666                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
667                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
668                  *                                      [L] ->on_rq
669                  *      RELEASE (rq->lock)
670                  *
671                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
672                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
673                  *
674                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
675                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
676                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
677                  */
678                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
679                         rq_pin_lock(rq, rf);
680                         return rq;
681                 }
682                 raw_spin_rq_unlock(rq);
683                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
684
685                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
686                         cpu_relax();
687         }
688 }
689
690 /*
691  * RQ-clock updating methods:
692  */
693
694 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
695 {
696 /*
697  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
698  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
699  */
700         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
701
702 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
703         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
704
705         /*
706          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
707          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
708          * {soft,}irq region.
709          *
710          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
711          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
712          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
713          * monotonic.
714          *
715          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
716          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
717          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
718          * atomic ops.
719          */
720         if (irq_delta > delta)
721                 irq_delta = delta;
722
723         rq->prev_irq_time += irq_delta;
724         delta -= irq_delta;
725         psi_account_irqtime(rq->curr, irq_delta);
726         delayacct_irq(rq->curr, irq_delta);
727 #endif
728 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
729         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
730                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
731                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
732
733                 if (unlikely(steal > delta))
734                         steal = delta;
735
736                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
737                 delta -= steal;
738         }
739 #endif
740
741         rq->clock_task += delta;
742
743 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
744         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
745                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
746 #endif
747         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
748 }
749
750 void update_rq_clock(struct rq *rq)
751 {
752         s64 delta;
753
754         lockdep_assert_rq_held(rq);
755
756         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
757                 return;
758
759 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
760         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
761                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
762         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
763 #endif
764
765         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
766         if (delta < 0)
767                 return;
768         rq->clock += delta;
769         update_rq_clock_task(rq, delta);
770 }
771
772 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
773 /*
774  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
775  */
776
777 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
778 {
779         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
780                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
781 }
782
783 /*
784  * High-resolution timer tick.
785  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
786  */
787 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
788 {
789         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
790         struct rq_flags rf;
791
792         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
793
794         rq_lock(rq, &rf);
795         update_rq_clock(rq);
796         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
797         rq_unlock(rq, &rf);
798
799         return HRTIMER_NORESTART;
800 }
801
802 #ifdef CONFIG_SMP
803
804 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
805 {
806         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
807         ktime_t time = rq->hrtick_time;
808
809         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
810 }
811
812 /*
813  * called from hardirq (IPI) context
814  */
815 static void __hrtick_start(void *arg)
816 {
817         struct rq *rq = arg;
818         struct rq_flags rf;
819
820         rq_lock(rq, &rf);
821         __hrtick_restart(rq);
822         rq_unlock(rq, &rf);
823 }
824
825 /*
826  * Called to set the hrtick timer state.
827  *
828  * called with rq->lock held and irqs disabled
829  */
830 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
831 {
832         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
833         s64 delta;
834
835         /*
836          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
837          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
838          */
839         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
840         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
841
842         if (rq == this_rq())
843                 __hrtick_restart(rq);
844         else
845                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
846 }
847
848 #else
849 /*
850  * Called to set the hrtick timer state.
851  *
852  * called with rq->lock held and irqs disabled
853  */
854 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
855 {
856         /*
857          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
858          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
859          */
860         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
861         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
862                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
863 }
864
865 #endif /* CONFIG_SMP */
866
867 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
868 {
869 #ifdef CONFIG_SMP
870         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
871 #endif
872         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
873         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
874 }
875 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
876 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
877 {
878 }
879
880 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
881 {
882 }
883 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
884
885 /*
886  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
887  */
888 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
889         ({                                                              \
890                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
891                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
892                 typeof(*_ptr) _val = *_ptr;                             \
893                                                                         \
894                 do {                                                    \
895                 } while (!try_cmpxchg(_ptr, &_val, _val | _mask));      \
896         _val;                                                           \
897 })
898
899 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
900 /*
901  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
902  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
903  * spurious IPIs.
904  */
905 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
906 {
907         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
908         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
909 }
910
911 /*
912  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
913  *
914  * If this returns true, then the idle task promises to call
915  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
916  */
917 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
918 {
919         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
920         typeof(ti->flags) val = READ_ONCE(ti->flags);
921
922         for (;;) {
923                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
924                         return false;
925                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
926                         return true;
927                 if (try_cmpxchg(&ti->flags, &val, val | _TIF_NEED_RESCHED))
928                         break;
929         }
930         return true;
931 }
932
933 #else
934 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
935 {
936         set_tsk_need_resched(p);
937         return true;
938 }
939
940 #ifdef CONFIG_SMP
941 static inline bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
942 {
943         return false;
944 }
945 #endif
946 #endif
947
948 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
949 {
950         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
951
952         /*
953          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
954          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
955          * wakeup due to that.
956          *
957          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
958          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
959          */
960         smp_mb__before_atomic();
961         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
962                 return false;
963
964         /*
965          * The head is context local, there can be no concurrency.
966          */
967         *head->lastp = node;
968         head->lastp = &node->next;
969         return true;
970 }
971
972 /**
973  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
974  * @head: the wake_q_head to add @task to
975  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
976  *
977  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
978  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
979  * instantly.
980  *
981  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
982  * must be ready to be woken at this location.
983  */
984 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
985 {
986         if (__wake_q_add(head, task))
987                 get_task_struct(task);
988 }
989
990 /**
991  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
992  * @head: the wake_q_head to add @task to
993  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
994  *
995  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
996  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
997  * instantly.
998  *
999  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
1000  * must be ready to be woken at this location.
1001  *
1002  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
1003  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
1004  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
1005  * queued for wakeup.
1006  */
1007 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
1008 {
1009         if (!__wake_q_add(head, task))
1010                 put_task_struct(task);
1011 }
1012
1013 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
1014 {
1015         struct wake_q_node *node = head->first;
1016
1017         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
1018                 struct task_struct *task;
1019
1020                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
1021                 /* Task can safely be re-inserted now: */
1022                 node = node->next;
1023                 task->wake_q.next = NULL;
1024
1025                 /*
1026                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
1027                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
1028                  */
1029                 wake_up_process(task);
1030                 put_task_struct(task);
1031         }
1032 }
1033
1034 /*
1035  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
1036  *
1037  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1038  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1039  * the target CPU.
1040  */
1041 void resched_curr(struct rq *rq)
1042 {
1043         struct task_struct *curr = rq->curr;
1044         int cpu;
1045
1046         lockdep_assert_rq_held(rq);
1047
1048         if (test_tsk_need_resched(curr))
1049                 return;
1050
1051         cpu = cpu_of(rq);
1052
1053         if (cpu == smp_processor_id()) {
1054                 set_tsk_need_resched(curr);
1055                 set_preempt_need_resched();
1056                 return;
1057         }
1058
1059         if (set_nr_and_not_polling(curr))
1060                 smp_send_reschedule(cpu);
1061         else
1062                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1063 }
1064
1065 void resched_cpu(int cpu)
1066 {
1067         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1068         unsigned long flags;
1069
1070         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
1071         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
1072                 resched_curr(rq);
1073         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
1074 }
1075
1076 #ifdef CONFIG_SMP
1077 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1078 /*
1079  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1080  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1081  *
1082  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1083  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1084  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1085  */
1086 int get_nohz_timer_target(void)
1087 {
1088         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1089         struct sched_domain *sd;
1090         const struct cpumask *hk_mask;
1091
1092         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TIMER)) {
1093                 if (!idle_cpu(cpu))
1094                         return cpu;
1095                 default_cpu = cpu;
1096         }
1097
1098         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_TIMER);
1099
1100         rcu_read_lock();
1101         for_each_domain(cpu, sd) {
1102                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1103                         if (cpu == i)
1104                                 continue;
1105
1106                         if (!idle_cpu(i)) {
1107                                 cpu = i;
1108                                 goto unlock;
1109                         }
1110                 }
1111         }
1112
1113         if (default_cpu == -1)
1114                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_TYPE_TIMER);
1115         cpu = default_cpu;
1116 unlock:
1117         rcu_read_unlock();
1118         return cpu;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1123  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1124  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1125  * idle system the next event might even be infinite time into the
1126  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1127  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1128  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1129  * wheel for the next timer event.
1130  */
1131 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1132 {
1133         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1134
1135         if (cpu == smp_processor_id())
1136                 return;
1137
1138         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1139                 smp_send_reschedule(cpu);
1140         else
1141                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1142 }
1143
1144 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1145 {
1146         /*
1147          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1148          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1149          * If needed we can still optimize that later with an
1150          * empty IRQ.
1151          */
1152         if (cpu_is_offline(cpu))
1153                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1154         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1155                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1156                     tick_nohz_tick_stopped())
1157                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1158                 return true;
1159         }
1160
1161         return false;
1162 }
1163
1164 /*
1165  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1166  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1167  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1168  */
1169 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1170 {
1171         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1172                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1173 }
1174
1175 static void nohz_csd_func(void *info)
1176 {
1177         struct rq *rq = info;
1178         int cpu = cpu_of(rq);
1179         unsigned int flags;
1180
1181         /*
1182          * Release the rq::nohz_csd.
1183          */
1184         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1185         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1186
1187         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1188         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1189                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1190                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1191         }
1192 }
1193
1194 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1195
1196 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1197 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1198 {
1199         int fifo_nr_running;
1200
1201         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1202         if (rq->dl.dl_nr_running)
1203                 return false;
1204
1205         /*
1206          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1207          * actual RR behaviour.
1208          */
1209         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1210                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1211                         return true;
1212                 else
1213                         return false;
1214         }
1215
1216         /*
1217          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1218          * forced preemption between FIFO tasks.
1219          */
1220         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1221         if (fifo_nr_running)
1222                 return true;
1223
1224         /*
1225          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1226          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1227          * preemption.
1228          */
1229         if (rq->nr_running > 1)
1230                 return false;
1231
1232         return true;
1233 }
1234 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1235 #endif /* CONFIG_SMP */
1236
1237 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1238                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1239 /*
1240  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1241  * node and @up when leaving it for the final time.
1242  *
1243  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1244  */
1245 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1246                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1247 {
1248         struct task_group *parent, *child;
1249         int ret;
1250
1251         parent = from;
1252
1253 down:
1254         ret = (*down)(parent, data);
1255         if (ret)
1256                 goto out;
1257         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1258                 parent = child;
1259                 goto down;
1260
1261 up:
1262                 continue;
1263         }
1264         ret = (*up)(parent, data);
1265         if (ret || parent == from)
1266                 goto out;
1267
1268         child = parent;
1269         parent = parent->parent;
1270         if (parent)
1271                 goto up;
1272 out:
1273         return ret;
1274 }
1275
1276 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1277 {
1278         return 0;
1279 }
1280 #endif
1281
1282 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1283 {
1284         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1285         struct load_weight *load = &p->se.load;
1286
1287         /*
1288          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1289          */
1290         if (task_has_idle_policy(p)) {
1291                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1292                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1293                 return;
1294         }
1295
1296         /*
1297          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1298          * weight
1299          */
1300         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1301                 reweight_task(p, prio);
1302         } else {
1303                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1304                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1305         }
1306 }
1307
1308 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1309 /*
1310  * Serializes updates of utilization clamp values
1311  *
1312  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1313  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1314  * support enqueue/dequeue operations.
1315  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1316  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1317  * updates or API abuses.
1318  */
1319 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1320
1321 /* Max allowed minimum utilization */
1322 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1323
1324 /* Max allowed maximum utilization */
1325 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1326
1327 /*
1328  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1329  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1330  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1331  *
1332  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1333  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1334  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1335  * battery life.
1336  *
1337  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1338  *
1339  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1340  * above.
1341  */
1342 static unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1343
1344 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1345 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1346
1347 /*
1348  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1349  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1350  * enqueue/dequeue_task().
1351  *
1352  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1353  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1354  *
1355  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1356  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1357  * functionality.
1358  *
1359  * The knobs that would enable this static key are:
1360  *
1361  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1362  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1363  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1364  */
1365 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1366
1367 /* Integer rounded range for each bucket */
1368 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1369
1370 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1371         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1372
1373 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1374 {
1375         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1376 }
1377
1378 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1379 {
1380         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1381                 return 0;
1382         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1383 }
1384
1385 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1386                                  unsigned int value, bool user_defined)
1387 {
1388         uc_se->value = value;
1389         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1390         uc_se->user_defined = user_defined;
1391 }
1392
1393 static inline unsigned int
1394 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1395                   unsigned int clamp_value)
1396 {
1397         /*
1398          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1399          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1400          * max-clamp.
1401          */
1402         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1403                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1404                 return clamp_value;
1405         }
1406
1407         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1408 }
1409
1410 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1411                                      unsigned int clamp_value)
1412 {
1413         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1414         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1415                 return;
1416
1417         uclamp_rq_set(rq, clamp_id, clamp_value);
1418 }
1419
1420 static inline
1421 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1422                                    unsigned int clamp_value)
1423 {
1424         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1425         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1426
1427         /*
1428          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1429          * top most bucket with tasks in.
1430          */
1431         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1432                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1433                         continue;
1434                 return bucket[bucket_id].value;
1435         }
1436
1437         /* No tasks -- default clamp values */
1438         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1439 }
1440
1441 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1442 {
1443         unsigned int default_util_min;
1444         struct uclamp_se *uc_se;
1445
1446         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1447
1448         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1449
1450         /* Only sync if user didn't override the default */
1451         if (uc_se->user_defined)
1452                 return;
1453
1454         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1455         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1456 }
1457
1458 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1459 {
1460         struct rq_flags rf;
1461         struct rq *rq;
1462
1463         if (!rt_task(p))
1464                 return;
1465
1466         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1467         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1468         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1469         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1470 }
1471
1472 static inline struct uclamp_se
1473 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1474 {
1475         /* Copy by value as we could modify it */
1476         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1477 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1478         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1479
1480         /*
1481          * Tasks in autogroups or root task group will be
1482          * restricted by system defaults.
1483          */
1484         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1485                 return uc_req;
1486         if (task_group(p) == &root_task_group)
1487                 return uc_req;
1488
1489         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1490         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1491         value = uc_req.value;
1492         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1493         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1494 #endif
1495
1496         return uc_req;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1501  * priority:
1502  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1503  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1504  *   group or in an autogroup
1505  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1506  */
1507 static inline struct uclamp_se
1508 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1509 {
1510         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1511         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1512
1513         /* System default restrictions always apply */
1514         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1515                 return uc_max;
1516
1517         return uc_req;
1518 }
1519
1520 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1521 {
1522         struct uclamp_se uc_eff;
1523
1524         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1525         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1526                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1527
1528         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1529
1530         return (unsigned long)uc_eff.value;
1531 }
1532
1533 /*
1534  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1535  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1536  * updates the rq's clamp value if required.
1537  *
1538  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1539  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1540  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1541  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1542  */
1543 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1544                                     enum uclamp_id clamp_id)
1545 {
1546         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1547         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1548         struct uclamp_bucket *bucket;
1549
1550         lockdep_assert_rq_held(rq);
1551
1552         /* Update task effective clamp */
1553         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1554
1555         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1556         bucket->tasks++;
1557         uc_se->active = true;
1558
1559         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1560
1561         /*
1562          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1563          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1564          */
1565         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1566                 bucket->value = uc_se->value;
1567
1568         if (uc_se->value > uclamp_rq_get(rq, clamp_id))
1569                 uclamp_rq_set(rq, clamp_id, uc_se->value);
1570 }
1571
1572 /*
1573  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1574  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1575  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1576  *
1577  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1578  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1579  * enforce the expected state and warn.
1580  */
1581 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1582                                     enum uclamp_id clamp_id)
1583 {
1584         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1585         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1586         struct uclamp_bucket *bucket;
1587         unsigned int bkt_clamp;
1588         unsigned int rq_clamp;
1589
1590         lockdep_assert_rq_held(rq);
1591
1592         /*
1593          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1594          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1595          *
1596          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1597          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1598          * here.
1599          *
1600          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1601          * problem too
1602          *
1603          *      enqueue(taskA)
1604          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1605          *      enqueue(taskB)
1606          *      dequeue(taskA)
1607          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1608          *      dequeue(taskB)
1609          *
1610          * where we could end up with stale data in uc_se and
1611          * bucket[uc_se->bucket_id].
1612          *
1613          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1614          */
1615         if (unlikely(!uc_se->active))
1616                 return;
1617
1618         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1619
1620         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1621         if (likely(bucket->tasks))
1622                 bucket->tasks--;
1623
1624         uc_se->active = false;
1625
1626         /*
1627          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1628          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1629          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1630          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1631          */
1632         if (likely(bucket->tasks))
1633                 return;
1634
1635         rq_clamp = uclamp_rq_get(rq, clamp_id);
1636         /*
1637          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1638          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1639          */
1640         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1641         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1642                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1643                 uclamp_rq_set(rq, clamp_id, bkt_clamp);
1644         }
1645 }
1646
1647 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1648 {
1649         enum uclamp_id clamp_id;
1650
1651         /*
1652          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1653          *
1654          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1655          * sched_uclamp_used is disabled.
1656          */
1657         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1658                 return;
1659
1660         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1661                 return;
1662
1663         for_each_clamp_id(clamp_id)
1664                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1665
1666         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1667         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1668                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1669 }
1670
1671 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1672 {
1673         enum uclamp_id clamp_id;
1674
1675         /*
1676          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1677          *
1678          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1679          * sched_uclamp_used is disabled.
1680          */
1681         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1682                 return;
1683
1684         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1685                 return;
1686
1687         for_each_clamp_id(clamp_id)
1688                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1689 }
1690
1691 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1692                                       enum uclamp_id clamp_id)
1693 {
1694         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1695                 return;
1696
1697         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1698         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1699
1700         /*
1701          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1702          * active tasks on rq.
1703          */
1704         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1705                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1706 }
1707
1708 static inline void
1709 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1710 {
1711         enum uclamp_id clamp_id;
1712         struct rq_flags rf;
1713         struct rq *rq;
1714
1715         /*
1716          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1717          *
1718          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1719          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1720          * enqueues, dequeues and migration operations.
1721          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1722          */
1723         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1724
1725         /*
1726          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1727          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1728          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1729          * it will already see the updated clamp bucket value.
1730          */
1731         for_each_clamp_id(clamp_id)
1732                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1733
1734         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1735 }
1736
1737 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1738 static inline void
1739 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1740 {
1741         struct css_task_iter it;
1742         struct task_struct *p;
1743
1744         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1745         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1746                 uclamp_update_active(p);
1747         css_task_iter_end(&it);
1748 }
1749
1750 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1751 #endif
1752
1753 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1754 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1755 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1756 static void uclamp_update_root_tg(void)
1757 {
1758         struct task_group *tg = &root_task_group;
1759
1760         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1761                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1762         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1763                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1764
1765         rcu_read_lock();
1766         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1767         rcu_read_unlock();
1768 }
1769 #else
1770 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1771 #endif
1772
1773 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1774 {
1775         struct task_struct *g, *p;
1776
1777         /*
1778          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1779          *                                        uclamp_min_rt = X;
1780          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1781          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1782          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1783          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1784          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1785          *
1786          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1787          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1788          * task.
1789          */
1790         read_lock(&tasklist_lock);
1791         smp_mb__after_spinlock();
1792         read_unlock(&tasklist_lock);
1793
1794         rcu_read_lock();
1795         for_each_process_thread(g, p)
1796                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1797         rcu_read_unlock();
1798 }
1799
1800 static int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1801                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1802 {
1803         bool update_root_tg = false;
1804         int old_min, old_max, old_min_rt;
1805         int result;
1806
1807         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1808         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1809         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1810         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1811
1812         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1813         if (result)
1814                 goto undo;
1815         if (!write)
1816                 goto done;
1817
1818         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1819             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1820             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1821
1822                 result = -EINVAL;
1823                 goto undo;
1824         }
1825
1826         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1827                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1828                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1829                 update_root_tg = true;
1830         }
1831         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1832                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1833                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1834                 update_root_tg = true;
1835         }
1836
1837         if (update_root_tg) {
1838                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1839                 uclamp_update_root_tg();
1840         }
1841
1842         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1843                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1844                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1845         }
1846
1847         /*
1848          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1849          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1850          * task enqueue time.
1851          */
1852
1853         goto done;
1854
1855 undo:
1856         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1857         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1858         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1859 done:
1860         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1861
1862         return result;
1863 }
1864 #endif
1865 #endif
1866
1867 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1868                            const struct sched_attr *attr)
1869 {
1870         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1871         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1872
1873         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1874                 util_min = attr->sched_util_min;
1875
1876                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1877                         return -EINVAL;
1878         }
1879
1880         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1881                 util_max = attr->sched_util_max;
1882
1883                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1884                         return -EINVAL;
1885         }
1886
1887         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1888                 return -EINVAL;
1889
1890         /*
1891          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1892          *
1893          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1894          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1895          * scheduler locks.
1896          */
1897         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1898
1899         return 0;
1900 }
1901
1902 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1903                          enum uclamp_id clamp_id,
1904                          struct uclamp_se *uc_se)
1905 {
1906         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1907         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1908             !uc_se->user_defined)
1909                 return true;
1910
1911         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1912         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1913             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1914             attr->sched_util_min == -1) {
1915                 return true;
1916         }
1917
1918         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1919             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1920             attr->sched_util_max == -1) {
1921                 return true;
1922         }
1923
1924         return false;
1925 }
1926
1927 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1928                                   const struct sched_attr *attr)
1929 {
1930         enum uclamp_id clamp_id;
1931
1932         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1933                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1934                 unsigned int value;
1935
1936                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1937                         continue;
1938
1939                 /*
1940                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1941                  * at runtime.
1942                  */
1943                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1944                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1945                 else
1946                         value = uclamp_none(clamp_id);
1947
1948                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1949
1950         }
1951
1952         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1953                 return;
1954
1955         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1956             attr->sched_util_min != -1) {
1957                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1958                               attr->sched_util_min, true);
1959         }
1960
1961         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1962             attr->sched_util_max != -1) {
1963                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1964                               attr->sched_util_max, true);
1965         }
1966 }
1967
1968 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1969 {
1970         enum uclamp_id clamp_id;
1971
1972         /*
1973          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1974          * as the task is still at its early fork stages.
1975          */
1976         for_each_clamp_id(clamp_id)
1977                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1978
1979         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1980                 return;
1981
1982         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1983                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1984                               uclamp_none(clamp_id), false);
1985         }
1986 }
1987
1988 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1989 {
1990         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1991 }
1992
1993 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1994 {
1995         enum uclamp_id clamp_id;
1996         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1997
1998         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1999                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
2000                         .value = uclamp_none(clamp_id)
2001                 };
2002         }
2003
2004         rq->uclamp_flags = UCLAMP_FLAG_IDLE;
2005 }
2006
2007 static void __init init_uclamp(void)
2008 {
2009         struct uclamp_se uc_max = {};
2010         enum uclamp_id clamp_id;
2011         int cpu;
2012
2013         for_each_possible_cpu(cpu)
2014                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
2015
2016         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2017                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
2018                               uclamp_none(clamp_id), false);
2019         }
2020
2021         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
2022         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
2023         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2024                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
2025 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
2026                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
2027                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
2028 #endif
2029         }
2030 }
2031
2032 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2033 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2034 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2035 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
2036                                   const struct sched_attr *attr)
2037 {
2038         return -EOPNOTSUPP;
2039 }
2040 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
2041                                   const struct sched_attr *attr) { }
2042 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
2043 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
2044 static inline void init_uclamp(void) { }
2045 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2046
2047 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
2048 {
2049         return task_on_rq_queued(p);
2050 }
2051
2052 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
2053 {
2054         unsigned long ip = 0;
2055         unsigned int state;
2056
2057         if (!p || p == current)
2058                 return 0;
2059
2060         /* Only get wchan if task is blocked and we can keep it that way. */
2061         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2062         state = READ_ONCE(p->__state);
2063         smp_rmb(); /* see try_to_wake_up() */
2064         if (state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq)
2065                 ip = __get_wchan(p);
2066         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2067
2068         return ip;
2069 }
2070
2071 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2072 {
2073         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
2074                 update_rq_clock(rq);
2075
2076         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
2077                 sched_info_enqueue(rq, p);
2078                 psi_enqueue(p, (flags & ENQUEUE_WAKEUP) && !(flags & ENQUEUE_MIGRATED));
2079         }
2080
2081         uclamp_rq_inc(rq, p);
2082         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
2083
2084         if (sched_core_enabled(rq))
2085                 sched_core_enqueue(rq, p);
2086 }
2087
2088 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2089 {
2090         if (sched_core_enabled(rq))
2091                 sched_core_dequeue(rq, p, flags);
2092
2093         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
2094                 update_rq_clock(rq);
2095
2096         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
2097                 sched_info_dequeue(rq, p);
2098                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2099         }
2100
2101         uclamp_rq_dec(rq, p);
2102         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
2103 }
2104
2105 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2106 {
2107         if (task_on_rq_migrating(p))
2108                 flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2109         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
2110                 sched_mm_cid_migrate_to(rq, p);
2111
2112         enqueue_task(rq, p, flags);
2113
2114         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2115 }
2116
2117 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2118 {
2119         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2120
2121         dequeue_task(rq, p, flags);
2122 }
2123
2124 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2125 {
2126         int prio;
2127
2128         if (dl_policy(policy))
2129                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2130         else if (rt_policy(policy))
2131                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2132         else
2133                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2134
2135         return prio;
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2140  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2141  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2142  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2143  * estimator recalculates.
2144  */
2145 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2146 {
2147         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2152  * taken into account by the scheduler. This value might
2153  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2154  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2155  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2156  */
2157 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2158 {
2159         p->normal_prio = normal_prio(p);
2160         /*
2161          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2162          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2163          * to the normal priority:
2164          */
2165         if (!rt_prio(p->prio))
2166                 return p->normal_prio;
2167         return p->prio;
2168 }
2169
2170 /**
2171  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2172  * @p: the task in question.
2173  *
2174  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2175  */
2176 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2177 {
2178         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2179 }
2180
2181 /*
2182  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2183  * use the balance_callback list if you want balancing.
2184  *
2185  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2186  * balance_callback().
2187  */
2188 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2189                                        const struct sched_class *prev_class,
2190                                        int oldprio)
2191 {
2192         if (prev_class != p->sched_class) {
2193                 if (prev_class->switched_from)
2194                         prev_class->switched_from(rq, p);
2195
2196                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2197         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2198                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2199 }
2200
2201 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2202 {
2203         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2204                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2205         else if (sched_class_above(p->sched_class, rq->curr->sched_class))
2206                 resched_curr(rq);
2207
2208         /*
2209          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2210          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2211          */
2212         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2213                 rq_clock_skip_update(rq);
2214 }
2215
2216 static __always_inline
2217 int __task_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state)
2218 {
2219         if (READ_ONCE(p->__state) & state)
2220                 return 1;
2221
2222 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
2223         if (READ_ONCE(p->saved_state) & state)
2224                 return -1;
2225 #endif
2226         return 0;
2227 }
2228
2229 static __always_inline
2230 int task_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state)
2231 {
2232 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
2233         int match;
2234
2235         /*
2236          * Serialize against current_save_and_set_rtlock_wait_state() and
2237          * current_restore_rtlock_saved_state().
2238          */
2239         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2240         match = __task_state_match(p, state);
2241         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2242
2243         return match;
2244 #else
2245         return __task_state_match(p, state);
2246 #endif
2247 }
2248
2249 /*
2250  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
2251  *
2252  * Wait for the thread to block in any of the states set in @match_state.
2253  * If it changes, i.e. @p might have woken up, then return zero.  When we
2254  * succeed in waiting for @p to be off its CPU, we return a positive number
2255  * (its total switch count).  If a second call a short while later returns the
2256  * same number, the caller can be sure that @p has remained unscheduled the
2257  * whole time.
2258  *
2259  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
2260  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
2261  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
2262  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
2263  * waiting to become inactive.
2264  */
2265 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
2266 {
2267         int running, queued, match;
2268         struct rq_flags rf;
2269         unsigned long ncsw;
2270         struct rq *rq;
2271
2272         for (;;) {
2273                 /*
2274                  * We do the initial early heuristics without holding
2275                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
2276                  * the runqueue lock when things look like they will
2277                  * work out!
2278                  */
2279                 rq = task_rq(p);
2280
2281                 /*
2282                  * If the task is actively running on another CPU
2283                  * still, just relax and busy-wait without holding
2284                  * any locks.
2285                  *
2286                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
2287                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
2288                  * But we don't care, since "task_on_cpu()" will
2289                  * return false if the runqueue has changed and p
2290                  * is actually now running somewhere else!
2291                  */
2292                 while (task_on_cpu(rq, p)) {
2293                         if (!task_state_match(p, match_state))
2294                                 return 0;
2295                         cpu_relax();
2296                 }
2297
2298                 /*
2299                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
2300                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
2301                  * just go back and repeat.
2302                  */
2303                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
2304                 trace_sched_wait_task(p);
2305                 running = task_on_cpu(rq, p);
2306                 queued = task_on_rq_queued(p);
2307                 ncsw = 0;
2308                 if ((match = __task_state_match(p, match_state))) {
2309                         /*
2310                          * When matching on p->saved_state, consider this task
2311                          * still queued so it will wait.
2312                          */
2313                         if (match < 0)
2314                                 queued = 1;
2315                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
2316                 }
2317                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2318
2319                 /*
2320                  * If it changed from the expected state, bail out now.
2321                  */
2322                 if (unlikely(!ncsw))
2323                         break;
2324
2325                 /*
2326                  * Was it really running after all now that we
2327                  * checked with the proper locks actually held?
2328                  *
2329                  * Oops. Go back and try again..
2330                  */
2331                 if (unlikely(running)) {
2332                         cpu_relax();
2333                         continue;
2334                 }
2335
2336                 /*
2337                  * It's not enough that it's not actively running,
2338                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
2339                  * preempted!
2340                  *
2341                  * So if it was still runnable (but just not actively
2342                  * running right now), it's preempted, and we should
2343                  * yield - it could be a while.
2344                  */
2345                 if (unlikely(queued)) {
2346                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
2347
2348                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
2349                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
2350                         continue;
2351                 }
2352
2353                 /*
2354                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
2355                  * runnable, which means that it will never become
2356                  * running in the future either. We're all done!
2357                  */
2358                 break;
2359         }
2360
2361         return ncsw;
2362 }
2363
2364 #ifdef CONFIG_SMP
2365
2366 static void
2367 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx);
2368
2369 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2370                                   struct affinity_context *ctx);
2371
2372 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2373 {
2374         struct affinity_context ac = {
2375                 .new_mask  = cpumask_of(rq->cpu),
2376                 .flags     = SCA_MIGRATE_DISABLE,
2377         };
2378
2379         if (likely(!p->migration_disabled))
2380                 return;
2381
2382         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2383                 return;
2384
2385         /*
2386          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2387          */
2388         __do_set_cpus_allowed(p, &ac);
2389 }
2390
2391 void migrate_disable(void)
2392 {
2393         struct task_struct *p = current;
2394
2395         if (p->migration_disabled) {
2396                 p->migration_disabled++;
2397                 return;
2398         }
2399
2400         preempt_disable();
2401         this_rq()->nr_pinned++;
2402         p->migration_disabled = 1;
2403         preempt_enable();
2404 }
2405 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2406
2407 void migrate_enable(void)
2408 {
2409         struct task_struct *p = current;
2410         struct affinity_context ac = {
2411                 .new_mask  = &p->cpus_mask,
2412                 .flags     = SCA_MIGRATE_ENABLE,
2413         };
2414
2415         if (p->migration_disabled > 1) {
2416                 p->migration_disabled--;
2417                 return;
2418         }
2419
2420         if (WARN_ON_ONCE(!p->migration_disabled))
2421                 return;
2422
2423         /*
2424          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2425          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2426          */
2427         preempt_disable();
2428         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2429                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &ac);
2430         /*
2431          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2432          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2433          * select_fallback_rq) get confused.
2434          */
2435         barrier();
2436         p->migration_disabled = 0;
2437         this_rq()->nr_pinned--;
2438         preempt_enable();
2439 }
2440 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2441
2442 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2443 {
2444         return rq->nr_pinned;
2445 }
2446
2447 /*
2448  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2449  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2450  */
2451 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2452 {
2453         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2454         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2455                 return false;
2456
2457         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2458         if (is_migration_disabled(p))
2459                 return cpu_online(cpu);
2460
2461         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2462         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2463                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2464
2465         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2466         if (kthread_is_per_cpu(p))
2467                 return cpu_online(cpu);
2468
2469         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2470         if (cpu_dying(cpu))
2471                 return false;
2472
2473         /* But are allowed during online. */
2474         return cpu_online(cpu);
2475 }
2476
2477 /*
2478  * This is how migration works:
2479  *
2480  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2481  *    stop_one_cpu().
2482  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2483  *    off the CPU)
2484  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2485  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2486  *    it and puts it into the right queue.
2487  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2488  *    is done.
2489  */
2490
2491 /*
2492  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2493  *
2494  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2495  */
2496 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2497                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2498 {
2499         lockdep_assert_rq_held(rq);
2500
2501         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2502         set_task_cpu(p, new_cpu);
2503         rq_unlock(rq, rf);
2504
2505         rq = cpu_rq(new_cpu);
2506
2507         rq_lock(rq, rf);
2508         WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != new_cpu);
2509         activate_task(rq, p, 0);
2510         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2511
2512         return rq;
2513 }
2514
2515 struct migration_arg {
2516         struct task_struct              *task;
2517         int                             dest_cpu;
2518         struct set_affinity_pending     *pending;
2519 };
2520
2521 /*
2522  * @refs: number of wait_for_completion()
2523  * @stop_pending: is @stop_work in use
2524  */
2525 struct set_affinity_pending {
2526         refcount_t              refs;
2527         unsigned int            stop_pending;
2528         struct completion       done;
2529         struct cpu_stop_work    stop_work;
2530         struct migration_arg    arg;
2531 };
2532
2533 /*
2534  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2535  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2536  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2537  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2538  *
2539  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2540  * as the task is no longer on this CPU.
2541  */
2542 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2543                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2544 {
2545         /* Affinity changed (again). */
2546         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2547                 return rq;
2548
2549         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2550
2551         return rq;
2552 }
2553
2554 /*
2555  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2556  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2557  * 'pushing' onto another runqueue.
2558  */
2559 static int migration_cpu_stop(void *data)
2560 {
2561         struct migration_arg *arg = data;
2562         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2563         struct task_struct *p = arg->task;
2564         struct rq *rq = this_rq();
2565         bool complete = false;
2566         struct rq_flags rf;
2567
2568         /*
2569          * The original target CPU might have gone down and we might
2570          * be on another CPU but it doesn't matter.
2571          */
2572         local_irq_save(rf.flags);
2573         /*
2574          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2575          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2576          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2577          */
2578         flush_smp_call_function_queue();
2579
2580         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2581         rq_lock(rq, &rf);
2582
2583         /*
2584          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2585          * p->migration_pending must have remained stable.
2586          */
2587         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2588
2589         /*
2590          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2591          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2592          * we're holding p->pi_lock.
2593          */
2594         if (task_rq(p) == rq) {
2595                 if (is_migration_disabled(p))
2596                         goto out;
2597
2598                 if (pending) {
2599                         p->migration_pending = NULL;
2600                         complete = true;
2601
2602                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2603                                 goto out;
2604                 }
2605
2606                 if (task_on_rq_queued(p)) {
2607                         update_rq_clock(rq);
2608                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2609                 } else {
2610                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2611                 }
2612
2613                 /*
2614                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2615                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2616                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2617                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2618                  */
2619
2620         } else if (pending) {
2621                 /*
2622                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2623                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2624                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2625                  *
2626                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2627                  * more likely.
2628                  */
2629
2630                 /*
2631                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2632                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2633                  * somewhere allowed, we're done.
2634                  */
2635                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2636                         p->migration_pending = NULL;
2637                         complete = true;
2638                         goto out;
2639                 }
2640
2641                 /*
2642                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2643                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2644                  * it.
2645                  */
2646                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2647                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2648                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2649                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2650                 return 0;
2651         }
2652 out:
2653         if (pending)
2654                 pending->stop_pending = false;
2655         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2656
2657         if (complete)
2658                 complete_all(&pending->done);
2659
2660         return 0;
2661 }
2662
2663 int push_cpu_stop(void *arg)
2664 {
2665         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2666         struct task_struct *p = arg;
2667
2668         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2669         raw_spin_rq_lock(rq);
2670
2671         if (task_rq(p) != rq)
2672                 goto out_unlock;
2673
2674         if (is_migration_disabled(p)) {
2675                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2676                 goto out_unlock;
2677         }
2678
2679         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2680
2681         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2682                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2683
2684         if (!lowest_rq)
2685                 goto out_unlock;
2686
2687         // XXX validate p is still the highest prio task
2688         if (task_rq(p) == rq) {
2689                 deactivate_task(rq, p, 0);
2690                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2691                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2692                 resched_curr(lowest_rq);
2693         }
2694
2695         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2696
2697 out_unlock:
2698         rq->push_busy = false;
2699         raw_spin_rq_unlock(rq);
2700         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2701
2702         put_task_struct(p);
2703         return 0;
2704 }
2705
2706 /*
2707  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2708  * actually call this function.
2709  */
2710 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
2711 {
2712         if (ctx->flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2713                 p->cpus_ptr = ctx->new_mask;
2714                 return;
2715         }
2716
2717         cpumask_copy(&p->cpus_mask, ctx->new_mask);
2718         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(ctx->new_mask);
2719
2720         /*
2721          * Swap in a new user_cpus_ptr if SCA_USER flag set
2722          */
2723         if (ctx->flags & SCA_USER)
2724                 swap(p->user_cpus_ptr, ctx->user_mask);
2725 }
2726
2727 static void
2728 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
2729 {
2730         struct rq *rq = task_rq(p);
2731         bool queued, running;
2732
2733         /*
2734          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2735          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2736          * p->pi_lock.
2737          *
2738          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2739          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2740          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2741          * before finish_task().
2742          *
2743          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2744          */
2745         if (ctx->flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2746                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2747         else
2748                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2749
2750         queued = task_on_rq_queued(p);
2751         running = task_current(rq, p);
2752
2753         if (queued) {
2754                 /*
2755                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2756                  * holding rq->lock.
2757                  */
2758                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2759                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2760         }
2761         if (running)
2762                 put_prev_task(rq, p);
2763
2764         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, ctx);
2765
2766         if (queued)
2767                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2768         if (running)
2769                 set_next_task(rq, p);
2770 }
2771
2772 /*
2773  * Used for kthread_bind() and select_fallback_rq(), in both cases the user
2774  * affinity (if any) should be destroyed too.
2775  */
2776 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2777 {
2778         struct affinity_context ac = {
2779                 .new_mask  = new_mask,
2780                 .user_mask = NULL,
2781                 .flags     = SCA_USER,  /* clear the user requested mask */
2782         };
2783         union cpumask_rcuhead {
2784                 cpumask_t cpumask;
2785                 struct rcu_head rcu;
2786         };
2787
2788         __do_set_cpus_allowed(p, &ac);
2789
2790         /*
2791          * Because this is called with p->pi_lock held, it is not possible
2792          * to use kfree() here (when PREEMPT_RT=y), therefore punt to using
2793          * kfree_rcu().
2794          */
2795         kfree_rcu((union cpumask_rcuhead *)ac.user_mask, rcu);
2796 }
2797
2798 static cpumask_t *alloc_user_cpus_ptr(int node)
2799 {
2800         /*
2801          * See do_set_cpus_allowed() above for the rcu_head usage.
2802          */
2803         int size = max_t(int, cpumask_size(), sizeof(struct rcu_head));
2804
2805         return kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
2806 }
2807
2808 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2809                       int node)
2810 {
2811         cpumask_t *user_mask;
2812         unsigned long flags;
2813
2814         /*
2815          * Always clear dst->user_cpus_ptr first as their user_cpus_ptr's
2816          * may differ by now due to racing.
2817          */
2818         dst->user_cpus_ptr = NULL;
2819
2820         /*
2821          * This check is racy and losing the race is a valid situation.
2822          * It is not worth the extra overhead of taking the pi_lock on
2823          * every fork/clone.
2824          */
2825         if (data_race(!src->user_cpus_ptr))
2826                 return 0;
2827
2828         user_mask = alloc_user_cpus_ptr(node);
2829         if (!user_mask)
2830                 return -ENOMEM;
2831
2832         /*
2833          * Use pi_lock to protect content of user_cpus_ptr
2834          *
2835          * Though unlikely, user_cpus_ptr can be reset to NULL by a concurrent
2836          * do_set_cpus_allowed().
2837          */
2838         raw_spin_lock_irqsave(&src->pi_lock, flags);
2839         if (src->user_cpus_ptr) {
2840                 swap(dst->user_cpus_ptr, user_mask);
2841                 cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2842         }
2843         raw_spin_unlock_irqrestore(&src->pi_lock, flags);
2844
2845         if (unlikely(user_mask))
2846                 kfree(user_mask);
2847
2848         return 0;
2849 }
2850
2851 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2852 {
2853         struct cpumask *user_mask = NULL;
2854
2855         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2856
2857         return user_mask;
2858 }
2859
2860 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2861 {
2862         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2863 }
2864
2865 /*
2866  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2867  *
2868  *
2869  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2870  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2871  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2872  *
2873  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2874  * Consider:
2875  *
2876  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2877  *
2878  *     P0@CPU0                  P1
2879  *
2880  *     migrate_disable();
2881  *     <preempted>
2882  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2883  *
2884  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2885  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2886  * This means we need the following scheme:
2887  *
2888  *     P0@CPU0                  P1
2889  *
2890  *     migrate_disable();
2891  *     <preempted>
2892  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2893  *                                <blocks>
2894  *     <resumes>
2895  *     migrate_enable();
2896  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2897  *       <wakes local stopper>
2898  *                         `--> <woken on migration completion>
2899  *
2900  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2901  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2902  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2903  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2904  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2905  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2906  * moment.
2907  *
2908  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2909  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2910  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2911  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2912  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2913  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2914  *
2915  *
2916  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2917  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2918  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2919  * Migrate-Disable. Consider:
2920  *
2921  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2922  *
2923  *     CPU0               P1                            P2
2924  *     <P0>
2925  *       migrate_disable();
2926  *       <preempted>
2927  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2928  *                          <blocks>
2929  *     <migration/0>
2930  *       migration_cpu_stop()
2931  *         is_migration_disabled()
2932  *           <bails>
2933  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2934  *                                                         <signal completion>
2935  *                          <awakes>
2936  *
2937  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2938  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2939  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2940  */
2941 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2942                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2943         __releases(rq->lock)
2944         __releases(p->pi_lock)
2945 {
2946         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2947         bool stop_pending, complete = false;
2948
2949         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2950         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2951                 struct task_struct *push_task = NULL;
2952
2953                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2954                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2955                         rq->push_busy = true;
2956                         push_task = get_task_struct(p);
2957                 }
2958
2959                 /*
2960                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2961                  * then complete now.
2962                  */
2963                 pending = p->migration_pending;
2964                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2965                         p->migration_pending = NULL;
2966                         complete = true;
2967                 }
2968
2969                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2970
2971                 if (push_task) {
2972                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2973                                             p, &rq->push_work);
2974                 }
2975
2976                 if (complete)
2977                         complete_all(&pending->done);
2978
2979                 return 0;
2980         }
2981
2982         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2983                 /* serialized by p->pi_lock */
2984                 if (!p->migration_pending) {
2985                         /* Install the request */
2986                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2987                         init_completion(&my_pending.done);
2988                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2989                                 .task = p,
2990                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2991                                 .pending = &my_pending,
2992                         };
2993
2994                         p->migration_pending = &my_pending;
2995                 } else {
2996                         pending = p->migration_pending;
2997                         refcount_inc(&pending->refs);
2998                         /*
2999                          * Affinity has changed, but we've already installed a
3000                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
3001                          * we risk a completion of the pending despite having a
3002                          * task on a disallowed CPU.
3003                          *
3004                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
3005                          */
3006                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
3007                 }
3008         }
3009         pending = p->migration_pending;
3010         /*
3011          * - !MIGRATE_ENABLE:
3012          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
3013          *
3014          * - MIGRATE_ENABLE:
3015          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
3016          *   the only way that can happen is because of a concurrent
3017          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
3018          *   pending completion.
3019          *
3020          * Either way, we really should have a @pending here.
3021          */
3022         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
3023                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
3024                 return -EINVAL;
3025         }
3026
3027         if (task_on_cpu(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
3028                 /*
3029                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
3030                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
3031                  * and have the stopper function handle it all race-free.
3032                  */
3033                 stop_pending = pending->stop_pending;
3034                 if (!stop_pending)
3035                         pending->stop_pending = true;
3036
3037                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
3038                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
3039
3040                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
3041
3042                 if (!stop_pending) {
3043                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
3044                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
3045                 }
3046
3047                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
3048                         return 0;
3049         } else {
3050
3051                 if (!is_migration_disabled(p)) {
3052                         if (task_on_rq_queued(p))
3053                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
3054
3055                         if (!pending->stop_pending) {
3056                                 p->migration_pending = NULL;
3057                                 complete = true;
3058                         }
3059                 }
3060                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
3061
3062                 if (complete)
3063                         complete_all(&pending->done);
3064         }
3065
3066         wait_for_completion(&pending->done);
3067
3068         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
3069                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
3070
3071         /*
3072          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
3073          * have seen the completion and decremented the refcount
3074          */
3075         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
3076
3077         /* ARGH */
3078         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
3079
3080         return 0;
3081 }
3082
3083 /*
3084  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
3085  */
3086 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
3087                                          struct affinity_context *ctx,
3088                                          struct rq *rq,
3089                                          struct rq_flags *rf)
3090         __releases(rq->lock)
3091         __releases(p->pi_lock)
3092 {
3093         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3094         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
3095         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
3096         unsigned int dest_cpu;
3097         int ret = 0;
3098
3099         update_rq_clock(rq);
3100
3101         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
3102                 /*
3103                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
3104                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
3105                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
3106                  *
3107                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
3108                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
3109                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
3110                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
3111                  */
3112                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
3113         }
3114
3115         if (!kthread && !cpumask_subset(ctx->new_mask, cpu_allowed_mask)) {
3116                 ret = -EINVAL;
3117                 goto out;
3118         }
3119
3120         /*
3121          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
3122          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
3123          */
3124         if ((ctx->flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
3125                 ret = -EINVAL;
3126                 goto out;
3127         }
3128
3129         if (!(ctx->flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
3130                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, ctx->new_mask)) {
3131                         if (ctx->flags & SCA_USER)
3132                                 swap(p->user_cpus_ptr, ctx->user_mask);
3133                         goto out;
3134                 }
3135
3136                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
3137                                  is_migration_disabled(p) &&
3138                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), ctx->new_mask))) {
3139                         ret = -EBUSY;
3140                         goto out;
3141                 }
3142         }
3143
3144         /*
3145          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
3146          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
3147          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
3148          */
3149         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, ctx->new_mask);
3150         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
3151                 ret = -EINVAL;
3152                 goto out;
3153         }
3154
3155         __do_set_cpus_allowed(p, ctx);
3156
3157         return affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, ctx->flags);
3158
3159 out:
3160         task_rq_unlock(rq, p, rf);
3161
3162         return ret;
3163 }
3164
3165 /*
3166  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
3167  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
3168  * is removed from the allowed bitmask.
3169  *
3170  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
3171  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
3172  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
3173  */
3174 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3175                                   struct affinity_context *ctx)
3176 {
3177         struct rq_flags rf;
3178         struct rq *rq;
3179
3180         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3181         /*
3182          * Masking should be skipped if SCA_USER or any of the SCA_MIGRATE_*
3183          * flags are set.
3184          */
3185         if (p->user_cpus_ptr &&
3186             !(ctx->flags & (SCA_USER | SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) &&
3187             cpumask_and(rq->scratch_mask, ctx->new_mask, p->user_cpus_ptr))
3188                 ctx->new_mask = rq->scratch_mask;
3189
3190         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, ctx, rq, &rf);
3191 }
3192
3193 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
3194 {
3195         struct affinity_context ac = {
3196                 .new_mask  = new_mask,
3197                 .flags     = 0,
3198         };
3199
3200         return __set_cpus_allowed_ptr(p, &ac);
3201 }
3202 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
3203
3204 /*
3205  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
3206  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask.
3207  * If user_cpus_ptr is defined, use it as the basis for restricting CPU
3208  * affinity or use cpu_online_mask instead.
3209  *
3210  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
3211  * -EINVAL.
3212  */
3213 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3214                                      struct cpumask *new_mask,
3215                                      const struct cpumask *subset_mask)
3216 {
3217         struct affinity_context ac = {
3218                 .new_mask  = new_mask,
3219                 .flags     = 0,
3220         };
3221         struct rq_flags rf;
3222         struct rq *rq;
3223         int err;
3224
3225         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3226
3227         /*
3228          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
3229          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
3230          * mask entirely.
3231          */
3232         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
3233                 err = -EPERM;
3234                 goto err_unlock;
3235         }
3236
3237         if (!cpumask_and(new_mask, task_user_cpus(p), subset_mask)) {
3238                 err = -EINVAL;
3239                 goto err_unlock;
3240         }
3241
3242         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, &ac, rq, &rf);
3243
3244 err_unlock:
3245         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3246         return err;
3247 }
3248
3249 /*
3250  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
3251  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpus_ptr to a copy of the
3252  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
3253  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
3254  */
3255 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3256 {
3257         cpumask_var_t new_mask;
3258         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3259
3260         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
3261
3262         /*
3263          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
3264          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
3265          * lock to ensure that the migration succeeds.
3266          */
3267         cpus_read_lock();
3268         if (!cpumask_available(new_mask))
3269                 goto out_set_mask;
3270
3271         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
3272                 goto out_free_mask;
3273
3274         /*
3275          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
3276          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
3277          */
3278         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
3279         override_mask = new_mask;
3280
3281 out_set_mask:
3282         if (printk_ratelimit()) {
3283                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
3284                                 task_pid_nr(p), p->comm,
3285                                 cpumask_pr_args(override_mask));
3286         }
3287
3288         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
3289 out_free_mask:
3290         cpus_read_unlock();
3291         free_cpumask_var(new_mask);
3292 }
3293
3294 static int
3295 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx);
3296
3297 /*
3298  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
3299  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr().
3300  *
3301  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
3302  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
3303  */
3304 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3305 {
3306         struct affinity_context ac = {
3307                 .new_mask  = task_user_cpus(p),
3308                 .flags     = 0,
3309         };
3310         int ret;
3311
3312         /*
3313          * Try to restore the old affinity mask with __sched_setaffinity().
3314          * Cpuset masking will be done there too.
3315          */
3316         ret = __sched_setaffinity(p, &ac);
3317         WARN_ON_ONCE(ret);
3318 }
3319
3320 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
3321 {
3322 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3323         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
3324
3325         /*
3326          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
3327          * ttwu() will sort out the placement.
3328          */
3329         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
3330
3331         /*
3332          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3333          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3334          * time relying on p->on_rq.
3335          */
3336         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3337                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3338                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3339
3340 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3341         /*
3342          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3343          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3344          *
3345          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3346          * see task_group().
3347          *
3348          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3349          * task_rq_lock().
3350          */
3351         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3352                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3353 #endif
3354         /*
3355          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3356          */
3357         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3358
3359         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3360 #endif
3361
3362         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3363
3364         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3365                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3366                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3367                 p->se.nr_migrations++;
3368                 rseq_migrate(p);
3369                 sched_mm_cid_migrate_from(p);
3370                 perf_event_task_migrate(p);
3371         }
3372
3373         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3374 }
3375
3376 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3377 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3378 {
3379         if (task_on_rq_queued(p)) {
3380                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3381                 struct rq_flags srf, drf;
3382
3383                 src_rq = task_rq(p);
3384                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3385
3386                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3387                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3388
3389                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3390                 set_task_cpu(p, cpu);
3391                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3392                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3393
3394                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3395                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3396
3397         } else {
3398                 /*
3399                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3400                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3401                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3402                  */
3403                 p->wake_cpu = cpu;
3404         }
3405 }
3406
3407 struct migration_swap_arg {
3408         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3409         int src_cpu, dst_cpu;
3410 };
3411
3412 static int migrate_swap_stop(void *data)
3413 {
3414         struct migration_swap_arg *arg = data;
3415         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3416         int ret = -EAGAIN;
3417
3418         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3419                 return -EAGAIN;
3420
3421         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3422         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3423
3424         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3425                         &arg->dst_task->pi_lock);
3426         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3427
3428         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3429                 goto unlock;
3430
3431         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3432                 goto unlock;
3433
3434         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3435                 goto unlock;
3436
3437         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3438                 goto unlock;
3439
3440         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3441         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3442
3443         ret = 0;
3444
3445 unlock:
3446         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3447         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3448         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3449
3450         return ret;
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Cross migrate two tasks
3455  */
3456 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3457                 int target_cpu, int curr_cpu)
3458 {
3459         struct migration_swap_arg arg;
3460         int ret = -EINVAL;
3461
3462         arg = (struct migration_swap_arg){
3463                 .src_task = cur,
3464                 .src_cpu = curr_cpu,
3465                 .dst_task = p,
3466                 .dst_cpu = target_cpu,
3467         };
3468
3469         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3470                 goto out;
3471
3472         /*
3473          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3474          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3475          */
3476         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3477                 goto out;
3478
3479         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3480                 goto out;
3481
3482         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3483                 goto out;
3484
3485         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3486         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3487
3488 out:
3489         return ret;
3490 }
3491 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3492
3493 /***
3494  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3495  * @p: the to-be-kicked thread
3496  *
3497  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3498  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3499  *
3500  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3501  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3502  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3503  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3504  * achieved as well.
3505  */
3506 void kick_process(struct task_struct *p)
3507 {
3508         int cpu;
3509
3510         preempt_disable();
3511         cpu = task_cpu(p);
3512         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3513                 smp_send_reschedule(cpu);
3514         preempt_enable();
3515 }
3516 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3517
3518 /*
3519  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3520  *
3521  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3522  *
3523  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3524  *
3525  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3526  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3527  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3528  *    see it.
3529  *
3530  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3531  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3532  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3533  *    off.
3534  *
3535  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3536  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3537  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3538  * to satisfy the above rules.
3539  */
3540 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3541 {
3542         int nid = cpu_to_node(cpu);
3543         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3544         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3545         int dest_cpu;
3546
3547         /*
3548          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3549          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3550          * select the CPU on the other node.
3551          */
3552         if (nid != -1) {
3553                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3554
3555                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3556                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3557                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3558                                 return dest_cpu;
3559                 }
3560         }
3561
3562         for (;;) {
3563                 /* Any allowed, online CPU? */
3564                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3565                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3566                                 continue;
3567
3568                         goto out;
3569                 }
3570
3571                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3572                 switch (state) {
3573                 case cpuset:
3574                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3575                                 state = possible;
3576                                 break;
3577                         }
3578                         fallthrough;
3579                 case possible:
3580                         /*
3581                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3582                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3583                          *
3584                          * More yuck to audit.
3585                          */
3586                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3587                         state = fail;
3588                         break;
3589                 case fail:
3590                         BUG();
3591                         break;
3592                 }
3593         }
3594
3595 out:
3596         if (state != cpuset) {
3597                 /*
3598                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3599                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3600                  * leave kernel.
3601                  */
3602                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3603                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3604                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3605                 }
3606         }
3607
3608         return dest_cpu;
3609 }
3610
3611 /*
3612  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3613  */
3614 static inline
3615 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3616 {
3617         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3618
3619         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3620                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3621         else
3622                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3623
3624         /*
3625          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3626          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3627          * CPU.
3628          *
3629          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3630          *
3631          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3632          *   not worry about this generic constraint ]
3633          */
3634         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3635                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3636
3637         return cpu;
3638 }
3639
3640 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3641 {
3642         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3643         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3644         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3645
3646         if (stop) {
3647                 /*
3648                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3649                  * userspace knows about and won't get confused about.
3650                  *
3651                  * Also, it will make PI more or less work without too
3652                  * much confusion -- but then, stop work should not
3653                  * rely on PI working anyway.
3654                  */
3655                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3656
3657                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3658
3659                 /*
3660                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3661                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3662                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3663                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3664                  * around the current task.
3665                  *
3666                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3667                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3668                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3669                  * own class.
3670                  */
3671                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3672         }
3673
3674         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3675
3676         if (old_stop) {
3677                 /*
3678                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3679                  * it can die in pieces.
3680                  */
3681                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3682         }
3683 }
3684
3685 #else /* CONFIG_SMP */
3686
3687 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3688                                          struct affinity_context *ctx)
3689 {
3690         return set_cpus_allowed_ptr(p, ctx->new_mask);
3691 }
3692
3693 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3694
3695 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3696 {
3697         return false;
3698 }
3699
3700 static inline cpumask_t *alloc_user_cpus_ptr(int node)
3701 {
3702         return NULL;
3703 }
3704
3705 #endif /* !CONFIG_SMP */
3706
3707 static void
3708 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3709 {
3710         struct rq *rq;
3711
3712         if (!schedstat_enabled())
3713                 return;
3714
3715         rq = this_rq();
3716
3717 #ifdef CONFIG_SMP
3718         if (cpu == rq->cpu) {
3719                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3720                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_local);
3721         } else {
3722                 struct sched_domain *sd;
3723
3724                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_remote);
3725                 rcu_read_lock();
3726                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3727                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3728                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3729                                 break;
3730                         }
3731                 }
3732                 rcu_read_unlock();
3733         }
3734
3735         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3736                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_migrate);
3737 #endif /* CONFIG_SMP */
3738
3739         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3740         __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups);
3741
3742         if (wake_flags & WF_SYNC)
3743                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_sync);
3744 }
3745
3746 /*
3747  * Mark the task runnable.
3748  */
3749 static inline void ttwu_do_wakeup(struct task_struct *p)
3750 {
3751         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3752         trace_sched_wakeup(p);
3753 }
3754
3755 static void
3756 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3757                  struct rq_flags *rf)
3758 {
3759         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3760
3761         lockdep_assert_rq_held(rq);
3762
3763         if (p->sched_contributes_to_load)
3764                 rq->nr_uninterruptible--;
3765
3766 #ifdef CONFIG_SMP
3767         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3768                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3769         else
3770 #endif
3771         if (p->in_iowait) {
3772                 delayacct_blkio_end(p);
3773                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3774         }
3775
3776         activate_task(rq, p, en_flags);
3777         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3778
3779         ttwu_do_wakeup(p);
3780
3781 #ifdef CONFIG_SMP
3782         if (p->sched_class->task_woken) {
3783                 /*
3784                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3785                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3786                  */
3787                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3788                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3789                 rq_repin_lock(rq, rf);
3790         }
3791
3792         if (rq->idle_stamp) {
3793                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3794                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3795
3796                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3797
3798                 if (rq->avg_idle > max)
3799                         rq->avg_idle = max;
3800
3801                 rq->wake_stamp = jiffies;
3802                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3803
3804                 rq->idle_stamp = 0;
3805         }
3806 #endif
3807 }
3808
3809 /*
3810  * Consider @p being inside a wait loop:
3811  *
3812  *   for (;;) {
3813  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3814  *
3815  *      if (CONDITION)
3816  *         break;
3817  *
3818  *      schedule();
3819  *   }
3820  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3821  *
3822  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3823  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3824  * an atomic manner.
3825  *
3826  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3827  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3828  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3829  * need to do a full wakeup with enqueue.
3830  *
3831  * Returns: %true when the wakeup is done,
3832  *          %false otherwise.
3833  */
3834 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3835 {
3836         struct rq_flags rf;
3837         struct rq *rq;
3838         int ret = 0;
3839
3840         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3841         if (task_on_rq_queued(p)) {
3842                 if (!task_on_cpu(rq, p)) {
3843                         /*
3844                          * When on_rq && !on_cpu the task is preempted, see if
3845                          * it should preempt the task that is current now.
3846                          */
3847                         update_rq_clock(rq);
3848                         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3849                 }
3850                 ttwu_do_wakeup(p);
3851                 ret = 1;
3852         }
3853         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3854
3855         return ret;
3856 }
3857
3858 #ifdef CONFIG_SMP
3859 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3860 {
3861         struct llist_node *llist = arg;
3862         struct rq *rq = this_rq();
3863         struct task_struct *p, *t;
3864         struct rq_flags rf;
3865
3866         if (!llist)
3867                 return;
3868
3869         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3870         update_rq_clock(rq);
3871
3872         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3873                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3874                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3875
3876                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3877                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3878
3879                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3880         }
3881
3882         /*
3883          * Must be after enqueueing at least once task such that
3884          * idle_cpu() does not observe a false-negative -- if it does,
3885          * it is possible for select_idle_siblings() to stack a number
3886          * of tasks on this CPU during that window.
3887          *
3888          * It is ok to clear ttwu_pending when another task pending.
3889          * We will receive IPI after local irq enabled and then enqueue it.
3890          * Since now nr_running > 0, idle_cpu() will always get correct result.
3891          */
3892         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3893         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3894 }
3895
3896 /*
3897  * Prepare the scene for sending an IPI for a remote smp_call
3898  *
3899  * Returns true if the caller can proceed with sending the IPI.
3900  * Returns false otherwise.
3901  */
3902 bool call_function_single_prep_ipi(int cpu)
3903 {
3904         if (set_nr_if_polling(cpu_rq(cpu)->idle)) {
3905                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3906                 return false;
3907         }
3908
3909         return true;
3910 }
3911
3912 /*
3913  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3914  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3915  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3916  * of the wakeup instead of the waker.
3917  */
3918 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3919 {
3920         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3921
3922         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3923
3924         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3925         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3926 }
3927
3928 void wake_up_if_idle(int cpu)
3929 {
3930         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3931         struct rq_flags rf;
3932
3933         rcu_read_lock();
3934
3935         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3936                 goto out;
3937
3938         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3939         if (is_idle_task(rq->curr))
3940                 resched_curr(rq);
3941         /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3942         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3943
3944 out:
3945         rcu_read_unlock();
3946 }
3947
3948 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3949 {
3950         if (this_cpu == that_cpu)
3951                 return true;
3952
3953         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3954 }
3955
3956 static inline bool ttwu_queue_cond(struct task_struct *p, int cpu)
3957 {
3958         /*
3959          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3960          * in hotplug state.
3961          */
3962         if (!cpu_active(cpu))
3963                 return false;
3964
3965         /* Ensure the task will still be allowed to run on the CPU. */
3966         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
3967                 return false;
3968
3969         /*
3970          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3971          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3972          */
3973         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3974                 return true;
3975
3976         if (cpu == smp_processor_id())
3977                 return false;
3978
3979         /*
3980          * If the wakee cpu is idle, or the task is descheduling and the
3981          * only running task on the CPU, then use the wakelist to offload
3982          * the task activation to the idle (or soon-to-be-idle) CPU as
3983          * the current CPU is likely busy. nr_running is checked to
3984          * avoid unnecessary task stacking.
3985          *
3986          * Note that we can only get here with (wakee) p->on_rq=0,
3987          * p->on_cpu can be whatever, we've done the dequeue, so
3988          * the wakee has been accounted out of ->nr_running.
3989          */
3990         if (!cpu_rq(cpu)->nr_running)
3991                 return true;
3992
3993         return false;
3994 }
3995
3996 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3997 {
3998         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(p, cpu)) {
3999                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
4000                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
4001                 return true;
4002         }
4003
4004         return false;
4005 }
4006
4007 #else /* !CONFIG_SMP */
4008
4009 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
4010 {
4011         return false;
4012 }
4013
4014 #endif /* CONFIG_SMP */
4015
4016 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
4017 {
4018         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4019         struct rq_flags rf;
4020
4021         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
4022                 return;
4023
4024         rq_lock(rq, &rf);
4025         update_rq_clock(rq);
4026         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
4027         rq_unlock(rq, &rf);
4028 }
4029
4030 /*
4031  * Invoked from try_to_wake_up() to check whether the task can be woken up.
4032  *
4033  * The caller holds p::pi_lock if p != current or has preemption
4034  * disabled when p == current.
4035  *
4036  * The rules of PREEMPT_RT saved_state:
4037  *
4038  *   The related locking code always holds p::pi_lock when updating
4039  *   p::saved_state, which means the code is fully serialized in both cases.
4040  *
4041  *   The lock wait and lock wakeups happen via TASK_RTLOCK_WAIT. No other
4042  *   bits set. This allows to distinguish all wakeup scenarios.
4043  */
4044 static __always_inline
4045 bool ttwu_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state, int *success)
4046 {
4047         int match;
4048
4049         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
4050                 WARN_ON_ONCE((state & TASK_RTLOCK_WAIT) &&
4051                              state != TASK_RTLOCK_WAIT);
4052         }
4053
4054         *success = !!(match = __task_state_match(p, state));
4055
4056 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
4057         /*
4058          * Saved state preserves the task state across blocking on
4059          * an RT lock.  If the state matches, set p::saved_state to
4060          * TASK_RUNNING, but do not wake the task because it waits
4061          * for a lock wakeup. Also indicate success because from
4062          * the regular waker's point of view this has succeeded.
4063          *
4064          * After acquiring the lock the task will restore p::__state
4065          * from p::saved_state which ensures that the regular
4066          * wakeup is not lost. The restore will also set
4067          * p::saved_state to TASK_RUNNING so any further tests will
4068          * not result in false positives vs. @success
4069          */
4070         if (match < 0)
4071                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
4072 #endif
4073         return match > 0;
4074 }
4075
4076 /*
4077  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
4078  *
4079  *  MIGRATION
4080  *
4081  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
4082  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
4083  * execution on its new CPU [c1].
4084  *
4085  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
4086  *
4087  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
4088  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
4089  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
4090  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
4091  *
4092  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
4093  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
4094  *
4095  * Example:
4096  *
4097  *   CPU0            CPU1            CPU2
4098  *
4099  *   LOCK rq(0)->lock
4100  *   sched-out X
4101  *   sched-in Y
4102  *   UNLOCK rq(0)->lock
4103  *
4104  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
4105  *                                   dequeue X
4106  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
4107  *
4108  *                                   LOCK rq(1)->lock
4109  *                                   enqueue X
4110  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
4111  *
4112  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
4113  *                   sched-out Z
4114  *                   sched-in X
4115  *                   UNLOCK rq(1)->lock
4116  *
4117  *
4118  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
4119  *
4120  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
4121  * migration. However the means are completely different as there is no lock
4122  * chain to provide order. Instead we do:
4123  *
4124  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
4125  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
4126  *
4127  * Example:
4128  *
4129  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
4130  *
4131  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
4132  *   dequeue X
4133  *   sched-out X
4134  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
4135  *
4136  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
4137  *                    X->state = WAKING
4138  *                    set_task_cpu(X,2)
4139  *
4140  *                    LOCK rq(2)->lock
4141  *                    enqueue X
4142  *                    X->state = RUNNING
4143  *                    UNLOCK rq(2)->lock
4144  *
4145  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
4146  *                                          sched-out Z
4147  *                                          sched-in X
4148  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
4149  *
4150  *                    UNLOCK X->pi_lock
4151  *   UNLOCK rq(0)->lock
4152  *
4153  *
4154  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
4155  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
4156  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
4157  */
4158
4159 /**
4160  * try_to_wake_up - wake up a thread
4161  * @p: the thread to be awakened
4162  * @state: the mask of task states that can be woken
4163  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
4164  *
4165  * Conceptually does:
4166  *
4167  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
4168  *
4169  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
4170  *
4171  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
4172  *
4173  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
4174  * with set_current_state().
4175  *
4176  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
4177  *
4178  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
4179  *  - p->sched_class
4180  *  - p->cpus_ptr
4181  *  - p->sched_task_group
4182  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
4183  *
4184  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
4185  * Takes rq->lock in:
4186  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
4187  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
4188  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
4189  *
4190  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
4191  * many memory barriers and their comments for details.
4192  *
4193  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
4194  *         %false otherwise.
4195  */
4196 int try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
4197 {
4198         unsigned long flags;
4199         int cpu, success = 0;
4200
4201         preempt_disable();
4202         if (p == current) {
4203                 /*
4204                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
4205                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
4206                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
4207                  * without taking any locks.
4208                  *
4209                  * In particular:
4210                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
4211                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
4212                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
4213                  */
4214                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4215                         goto out;
4216
4217                 trace_sched_waking(p);
4218                 ttwu_do_wakeup(p);
4219                 goto out;
4220         }
4221
4222         /*
4223          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
4224          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
4225          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
4226          * in set_current_state() that the waiting thread does.
4227          */
4228         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4229         smp_mb__after_spinlock();
4230         if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4231                 goto unlock;
4232
4233         trace_sched_waking(p);
4234
4235         /*
4236          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
4237          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
4238          * in smp_cond_load_acquire() below.
4239          *
4240          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
4241          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
4242          *   UNLOCK rq->lock
4243          *
4244          * __schedule() (switch to task 'p')
4245          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4246          *   smp_mb__after_spinlock();
4247          *   UNLOCK rq->lock
4248          *
4249          * [task p]
4250          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
4251          *
4252          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4253          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4254          *
4255          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
4256          */
4257         smp_rmb();
4258         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
4259                 goto unlock;
4260
4261 #ifdef CONFIG_SMP
4262         /*
4263          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
4264          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
4265          *
4266          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
4267          * from the runqueue.
4268          *
4269          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
4270          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
4271          *   UNLOCK rq->lock
4272          *
4273          * __schedule() (put 'p' to sleep)
4274          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4275          *   smp_mb__after_spinlock();
4276          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
4277          *
4278          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4279          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4280          *
4281          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
4282          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
4283          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
4284          */
4285         smp_acquire__after_ctrl_dep();
4286
4287         /*
4288          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
4289          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
4290          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
4291          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4292          */
4293         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4294
4295         /*
4296          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4297          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4298          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4299          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4300          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4301          *
4302          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4303          *
4304          * set_task_cpu(p, cpu);
4305          *   STORE p->cpu = @cpu
4306          * __schedule() (switch to task 'p')
4307          *   LOCK rq->lock
4308          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4309          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4310          *
4311          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4312          * scheduling.
4313          */
4314         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4315             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags))
4316                 goto unlock;
4317
4318         /*
4319          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4320          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4321          *
4322          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4323          *
4324          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4325          * their previous state and preserve Program Order.
4326          */
4327         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4328
4329         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4330         if (task_cpu(p) != cpu) {
4331                 if (p->in_iowait) {
4332                         delayacct_blkio_end(p);
4333                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4334                 }
4335
4336                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4337                 psi_ttwu_dequeue(p);
4338                 set_task_cpu(p, cpu);
4339         }
4340 #else
4341         cpu = task_cpu(p);
4342 #endif /* CONFIG_SMP */
4343
4344         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4345 unlock:
4346         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4347 out:
4348         if (success)
4349                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4350         preempt_enable();
4351
4352         return success;
4353 }
4354
4355 static bool __task_needs_rq_lock(struct task_struct *p)
4356 {
4357         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
4358
4359         /*
4360          * Since pi->lock blocks try_to_wake_up(), we don't need rq->lock when
4361          * the task is blocked. Make sure to check @state since ttwu() can drop
4362          * locks at the end, see ttwu_queue_wakelist().
4363          */
4364         if (state == TASK_RUNNING || state == TASK_WAKING)
4365                 return true;
4366
4367         /*
4368          * Ensure we load p->on_rq after p->__state, otherwise it would be
4369          * possible to, falsely, observe p->on_rq == 0.
4370          *
4371          * See try_to_wake_up() for a longer comment.
4372          */
4373         smp_rmb();
4374         if (p->on_rq)
4375                 return true;
4376
4377 #ifdef CONFIG_SMP
4378         /*
4379          * Ensure the task has finished __schedule() and will not be referenced
4380          * anymore. Again, see try_to_wake_up() for a longer comment.
4381          */
4382         smp_rmb();
4383         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4384 #endif
4385
4386         return false;
4387 }
4388
4389 /**
4390  * task_call_func - Invoke a function on task in fixed state
4391  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4392  * @func: Function to invoke.
4393  * @arg: Argument to function.
4394  *
4395  * Fix the task in it's current state by avoiding wakeups and or rq operations
4396  * and call @func(@arg) on it.  This function can use ->on_rq and task_curr()
4397  * to work out what the state is, if required.  Given that @func can be invoked
4398  * with a runqueue lock held, it had better be quite lightweight.
4399  *
4400  * Returns:
4401  *   Whatever @func returns
4402  */
4403 int task_call_func(struct task_struct *p, task_call_f func, void *arg)
4404 {
4405         struct rq *rq = NULL;
4406         struct rq_flags rf;
4407         int ret;
4408
4409         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4410
4411         if (__task_needs_rq_lock(p))
4412                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4413
4414         /*
4415          * At this point the task is pinned; either:
4416          *  - blocked and we're holding off wakeups      (pi->lock)
4417          *  - woken, and we're holding off enqueue       (rq->lock)
4418          *  - queued, and we're holding off schedule     (rq->lock)
4419          *  - running, and we're holding off de-schedule (rq->lock)
4420          *
4421          * The called function (@func) can use: task_curr(), p->on_rq and
4422          * p->__state to differentiate between these states.
4423          */
4424         ret = func(p, arg);
4425
4426         if (rq)
4427                 rq_unlock(rq, &rf);
4428
4429         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4430         return ret;
4431 }
4432
4433 /**
4434  * cpu_curr_snapshot - Return a snapshot of the currently running task
4435  * @cpu: The CPU on which to snapshot the task.
4436  *
4437  * Returns the task_struct pointer of the task "currently" running on
4438  * the specified CPU.  If the same task is running on that CPU throughout,
4439  * the return value will be a pointer to that task's task_struct structure.
4440  * If the CPU did any context switches even vaguely concurrently with the
4441  * execution of this function, the return value will be a pointer to the
4442  * task_struct structure of a randomly chosen task that was running on
4443  * that CPU somewhere around the time that this function was executing.
4444  *
4445  * If the specified CPU was offline, the return value is whatever it
4446  * is, perhaps a pointer to the task_struct structure of that CPU's idle
4447  * task, but there is no guarantee.  Callers wishing a useful return
4448  * value must take some action to ensure that the specified CPU remains
4449  * online throughout.
4450  *
4451  * This function executes full memory barriers before and after fetching
4452  * the pointer, which permits the caller to confine this function's fetch
4453  * with respect to the caller's accesses to other shared variables.
4454  */
4455 struct task_struct *cpu_curr_snapshot(int cpu)
4456 {
4457         struct task_struct *t;
4458
4459         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4460         t = rcu_dereference(cpu_curr(cpu));
4461         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4462         return t;
4463 }
4464
4465 /**
4466  * wake_up_process - Wake up a specific process
4467  * @p: The process to be woken up.
4468  *
4469  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4470  * processes.
4471  *
4472  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4473  *
4474  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4475  */
4476 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4477 {
4478         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4479 }
4480 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4481
4482 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4483 {
4484         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4485 }
4486
4487 /*
4488  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4489  * p is forked by current.
4490  *
4491  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4492  */
4493 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4494 {
4495         p->on_rq                        = 0;
4496
4497         p->se.on_rq                     = 0;
4498         p->se.exec_start                = 0;
4499         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4500         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4501         p->se.nr_migrations             = 0;
4502         p->se.vruntime                  = 0;
4503         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4504
4505 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4506         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4507 #endif
4508
4509 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4510         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4511         memset(&p->stats, 0, sizeof(p->stats));
4512 #endif
4513
4514         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4515         init_dl_task_timer(&p->dl);
4516         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4517         __dl_clear_params(p);
4518
4519         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4520         p->rt.timeout           = 0;
4521         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4522         p->rt.on_rq             = 0;
4523         p->rt.on_list           = 0;
4524
4525 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4526         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4527 #endif
4528
4529 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4530         p->capture_control = NULL;
4531 #endif
4532         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4533 #ifdef CONFIG_SMP
4534         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4535         p->migration_pending = NULL;
4536 #endif
4537         init_sched_mm_cid(p);
4538 }
4539
4540 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4541
4542 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4543
4544 int sysctl_numa_balancing_mode;
4545
4546 static void __set_numabalancing_state(bool enabled)
4547 {
4548         if (enabled)
4549                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4550         else
4551                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4552 }
4553
4554 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4555 {
4556         if (enabled)
4557                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_NORMAL;
4558         else
4559                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_DISABLED;
4560         __set_numabalancing_state(enabled);
4561 }
4562
4563 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4564 static void reset_memory_tiering(void)
4565 {
4566         struct pglist_data *pgdat;
4567
4568         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4569                 pgdat->nbp_threshold = 0;
4570                 pgdat->nbp_th_nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
4571                 pgdat->nbp_th_start = jiffies_to_msecs(jiffies);
4572         }
4573 }
4574
4575 static int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4576                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4577 {
4578         struct ctl_table t;
4579         int err;
4580         int state = sysctl_numa_balancing_mode;
4581
4582         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4583                 return -EPERM;
4584
4585         t = *table;
4586         t.data = &state;
4587         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4588         if (err < 0)
4589                 return err;
4590         if (write) {
4591                 if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) &&
4592                     (state & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING))
4593                         reset_memory_tiering();
4594                 sysctl_numa_balancing_mode = state;
4595                 __set_numabalancing_state(state);
4596         }
4597         return err;
4598 }
4599 #endif
4600 #endif
4601
4602 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4603
4604 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4605
4606 static void set_schedstats(bool enabled)
4607 {
4608         if (enabled)
4609                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4610         else
4611                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4612 }
4613
4614 void force_schedstat_enabled(void)
4615 {
4616         if (!schedstat_enabled()) {
4617                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4618                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4619         }
4620 }
4621
4622 static int __init setup_schedstats(char *str)
4623 {
4624         int ret = 0;
4625         if (!str)
4626                 goto out;
4627
4628         if (!strcmp(str, "enable")) {
4629                 set_schedstats(true);
4630                 ret = 1;
4631         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4632                 set_schedstats(false);
4633                 ret = 1;
4634         }
4635 out:
4636         if (!ret)
4637                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4638
4639         return ret;
4640 }
4641 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4642
4643 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4644 static int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4645                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4646 {
4647         struct ctl_table t;
4648         int err;
4649         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4650
4651         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4652                 return -EPERM;
4653
4654         t = *table;
4655         t.data = &state;
4656         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4657         if (err < 0)
4658                 return err;
4659         if (write)
4660                 set_schedstats(state);
4661         return err;
4662 }
4663 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4664 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4665
4666 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4667 static struct ctl_table sched_core_sysctls[] = {
4668 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4669         {
4670                 .procname       = "sched_schedstats",
4671                 .data           = NULL,
4672                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4673                 .mode           = 0644,
4674                 .proc_handler   = sysctl_schedstats,
4675                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4676                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
4677         },
4678 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4679 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4680         {
4681                 .procname       = "sched_util_clamp_min",
4682                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min,
4683                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4684                 .mode           = 0644,
4685                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4686         },
4687         {
4688                 .procname       = "sched_util_clamp_max",
4689                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_max,
4690                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4691                 .mode           = 0644,
4692                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4693         },
4694         {
4695                 .procname       = "sched_util_clamp_min_rt_default",
4696                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default,
4697                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4698                 .mode           = 0644,
4699                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4700         },
4701 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
4702 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4703         {
4704                 .procname       = "numa_balancing",
4705                 .data           = NULL, /* filled in by handler */
4706                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4707                 .mode           = 0644,
4708                 .proc_handler   = sysctl_numa_balancing,
4709                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4710                 .extra2         = SYSCTL_FOUR,
4711         },
4712 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
4713         {}
4714 };
4715 static int __init sched_core_sysctl_init(void)
4716 {
4717         register_sysctl_init("kernel", sched_core_sysctls);
4718         return 0;
4719 }
4720 late_initcall(sched_core_sysctl_init);
4721 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
4722
4723 /*
4724  * fork()/clone()-time setup:
4725  */
4726 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4727 {
4728         __sched_fork(clone_flags, p);
4729         /*
4730          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4731          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4732          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4733          */
4734         p->__state = TASK_NEW;
4735
4736         /*
4737          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4738          */
4739         p->prio = current->normal_prio;
4740
4741         uclamp_fork(p);
4742
4743         /*
4744          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4745          */
4746         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4747                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4748                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4749                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4750                         p->rt_priority = 0;
4751                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4752                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4753
4754                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4755                 set_load_weight(p, false);
4756
4757                 /*
4758                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4759                  * fulfilled its duty:
4760                  */
4761                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4762         }
4763
4764         if (dl_prio(p->prio))
4765                 return -EAGAIN;
4766         else if (rt_prio(p->prio))
4767                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4768         else
4769                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4770
4771         init_entity_runnable_average(&p->se);
4772
4773
4774 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4775         if (likely(sched_info_on()))
4776                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4777 #endif
4778 #if defined(CONFIG_SMP)
4779         p->on_cpu = 0;
4780 #endif
4781         init_task_preempt_count(p);
4782 #ifdef CONFIG_SMP
4783         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4784         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4785 #endif
4786         return 0;
4787 }
4788
4789 void sched_cgroup_fork(struct task_struct *p, struct kernel_clone_args *kargs)
4790 {
4791         unsigned long flags;
4792
4793         /*
4794          * Because we're not yet on the pid-hash, p->pi_lock isn't strictly
4795          * required yet, but lockdep gets upset if rules are violated.
4796          */
4797         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4798 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4799         if (1) {
4800                 struct task_group *tg;
4801                 tg = container_of(kargs->cset->subsys[cpu_cgrp_id],
4802                                   struct task_group, css);
4803                 tg = autogroup_task_group(p, tg);
4804                 p->sched_task_group = tg;
4805         }
4806 #endif
4807         rseq_migrate(p);
4808         /*
4809          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4810          * so use __set_task_cpu().
4811          */
4812         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4813         if (p->sched_class->task_fork)
4814                 p->sched_class->task_fork(p);
4815         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4816 }
4817
4818 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4819 {
4820         uclamp_post_fork(p);
4821 }
4822
4823 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4824 {
4825         if (runtime == RUNTIME_INF)
4826                 return BW_UNIT;
4827
4828         /*
4829          * Doing this here saves a lot of checks in all
4830          * the calling paths, and returning zero seems
4831          * safe for them anyway.
4832          */
4833         if (period == 0)
4834                 return 0;
4835
4836         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4837 }
4838
4839 /*
4840  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4841  *
4842  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4843  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4844  * on the runqueue and wakes it.
4845  */
4846 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4847 {
4848         struct rq_flags rf;
4849         struct rq *rq;
4850
4851         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4852         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4853 #ifdef CONFIG_SMP
4854         /*
4855          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4856          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4857          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4858          *
4859          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4860          * as we're not fully set-up yet.
4861          */
4862         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4863         rseq_migrate(p);
4864         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4865 #endif
4866         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4867         update_rq_clock(rq);
4868         post_init_entity_util_avg(p);
4869
4870         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4871         trace_sched_wakeup_new(p);
4872         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4873 #ifdef CONFIG_SMP
4874         if (p->sched_class->task_woken) {
4875                 /*
4876                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4877                  * drop it.
4878                  */
4879                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4880                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4881                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4882         }
4883 #endif
4884         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4885 }
4886
4887 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4888
4889 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4890
4891 void preempt_notifier_inc(void)
4892 {
4893         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4894 }
4895 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4896
4897 void preempt_notifier_dec(void)
4898 {
4899         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4900 }
4901 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4902
4903 /**
4904  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4905  * @notifier: notifier struct to register
4906  */
4907 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4908 {
4909         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4910                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4911
4912         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4913 }
4914 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4915
4916 /**
4917  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4918  * @notifier: notifier struct to unregister
4919  *
4920  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4921  */
4922 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4923 {
4924         hlist_del(&notifier->link);
4925 }
4926 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4927
4928 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4929 {
4930         struct preempt_notifier *notifier;
4931
4932         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4933                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4934 }
4935
4936 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4937 {
4938         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4939                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4940 }
4941
4942 static void
4943 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4944                                    struct task_struct *next)
4945 {
4946         struct preempt_notifier *notifier;
4947
4948         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4949                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4950 }
4951
4952 static __always_inline void
4953 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4954                                  struct task_struct *next)
4955 {
4956         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4957                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4958 }
4959
4960 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4961
4962 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4963 {
4964 }
4965
4966 static inline void
4967 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4968                                  struct task_struct *next)
4969 {
4970 }
4971
4972 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4973
4974 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4975 {
4976 #ifdef CONFIG_SMP
4977         /*
4978          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4979          * such that any running task will have this set.
4980          *
4981          * See the smp_load_acquire(&p->on_cpu) case in ttwu() and
4982          * its ordering comment.
4983          */
4984         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4985 #endif
4986 }
4987
4988 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4989 {
4990 #ifdef CONFIG_SMP
4991         /*
4992          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4993          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4994          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4995          * finished.
4996          *
4997          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4998          * happen before this.
4999          *
5000          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
5001          */
5002         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
5003 #endif
5004 }
5005
5006 #ifdef CONFIG_SMP
5007
5008 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
5009 {
5010         void (*func)(struct rq *rq);
5011         struct balance_callback *next;
5012
5013         lockdep_assert_rq_held(rq);
5014
5015         while (head) {
5016                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
5017                 next = head->next;
5018                 head->next = NULL;
5019                 head = next;
5020
5021                 func(rq);
5022         }
5023 }
5024
5025 static void balance_push(struct rq *rq);
5026
5027 /*
5028  * balance_push_callback is a right abuse of the callback interface and plays
5029  * by significantly different rules.
5030  *
5031  * Where the normal balance_callback's purpose is to be ran in the same context
5032  * that queued it (only later, when it's safe to drop rq->lock again),
5033  * balance_push_callback is specifically targeted at __schedule().
5034  *
5035  * This abuse is tolerated because it places all the unlikely/odd cases behind
5036  * a single test, namely: rq->balance_callback == NULL.
5037  */
5038 struct balance_callback balance_push_callback = {
5039         .next = NULL,
5040         .func = balance_push,
5041 };
5042
5043 static inline struct balance_callback *
5044 __splice_balance_callbacks(struct rq *rq, bool split)
5045 {
5046         struct balance_callback *head = rq->balance_callback;
5047
5048         if (likely(!head))
5049                 return NULL;
5050
5051         lockdep_assert_rq_held(rq);
5052         /*
5053          * Must not take balance_push_callback off the list when
5054          * splice_balance_callbacks() and balance_callbacks() are not
5055          * in the same rq->lock section.
5056          *
5057          * In that case it would be possible for __schedule() to interleave
5058          * and observe the list empty.
5059          */
5060         if (split && head == &balance_push_callback)
5061                 head = NULL;
5062         else
5063                 rq->balance_callback = NULL;
5064
5065         return head;
5066 }
5067
5068 static inline struct balance_callback *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
5069 {
5070         return __splice_balance_callbacks(rq, true);
5071 }
5072
5073 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
5074 {
5075         do_balance_callbacks(rq, __splice_balance_callbacks(rq, false));
5076 }
5077
5078 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
5079 {
5080         unsigned long flags;
5081
5082         if (unlikely(head)) {
5083                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
5084                 do_balance_callbacks(rq, head);
5085                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
5086         }
5087 }
5088
5089 #else
5090
5091 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
5092 {
5093 }
5094
5095 static inline struct balance_callback *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
5096 {
5097         return NULL;
5098 }
5099
5100 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
5101 {
5102 }
5103
5104 #endif
5105
5106 static inline void
5107 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5108 {
5109         /*
5110          * Since the runqueue lock will be released by the next
5111          * task (which is an invalid locking op but in the case
5112          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
5113          * do an early lockdep release here:
5114          */
5115         rq_unpin_lock(rq, rf);
5116         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
5117 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
5118         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
5119         rq_lockp(rq)->owner = next;
5120 #endif
5121 }
5122
5123 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
5124 {
5125         /*
5126          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
5127          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
5128          * prev into current:
5129          */
5130         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
5131         __balance_callbacks(rq);
5132         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5133 }
5134
5135 /*
5136  * NOP if the arch has not defined these:
5137  */
5138
5139 #ifndef prepare_arch_switch
5140 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
5141 #endif
5142
5143 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
5144 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
5145 #endif
5146
5147 static inline void kmap_local_sched_out(void)
5148 {
5149 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
5150         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
5151                 __kmap_local_sched_out();
5152 #endif
5153 }
5154
5155 static inline void kmap_local_sched_in(void)
5156 {
5157 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
5158         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
5159                 __kmap_local_sched_in();
5160 #endif
5161 }
5162
5163 /**
5164  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
5165  * @rq: the runqueue preparing to switch
5166  * @prev: the current task that is being switched out
5167  * @next: the task we are going to switch to.
5168  *
5169  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
5170  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
5171  * switch.
5172  *
5173  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
5174  * hooks.
5175  */
5176 static inline void
5177 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5178                     struct task_struct *next)
5179 {
5180         kcov_prepare_switch(prev);
5181         sched_info_switch(rq, prev, next);
5182         perf_event_task_sched_out(prev, next);
5183         rseq_preempt(prev);
5184         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
5185         kmap_local_sched_out();
5186         prepare_task(next);
5187         prepare_arch_switch(next);
5188 }
5189
5190 /**
5191  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
5192  * @prev: the thread we just switched away from.
5193  *
5194  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
5195  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
5196  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
5197  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
5198  *
5199  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
5200  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
5201  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
5202  * details.)
5203  *
5204  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
5205  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
5206  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
5207  * because prev may have moved to another CPU.
5208  */
5209 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
5210         __releases(rq->lock)
5211 {
5212         struct rq *rq = this_rq();
5213         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
5214         unsigned int prev_state;
5215
5216         /*
5217          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
5218          * because it left us after:
5219          *
5220          *      schedule()
5221          *        preempt_disable();                    // 1
5222          *        __schedule()
5223          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
5224          *
5225          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
5226          */
5227         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
5228                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
5229                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
5230                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
5231
5232         rq->prev_mm = NULL;
5233
5234         /*
5235          * A task struct has one reference for the use as "current".
5236          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
5237          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
5238          * the scheduled task must drop that reference.
5239          *
5240          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
5241          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
5242          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
5243          * transition, resulting in a double drop.
5244          */
5245         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5246         vtime_task_switch(prev);
5247         perf_event_task_sched_in(prev, current);
5248         finish_task(prev);
5249         tick_nohz_task_switch();
5250         finish_lock_switch(rq);
5251         finish_arch_post_lock_switch();
5252         kcov_finish_switch(current);
5253         /*
5254          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
5255          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
5256          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
5257          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
5258          * disabled either.
5259          */
5260         kmap_local_sched_in();
5261
5262         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
5263         /*
5264          * When switching through a kernel thread, the loop in
5265          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
5266          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
5267          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
5268          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
5269          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
5270          *
5271          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
5272          *   provided by mmdrop_lazy_tlb(),
5273          * - a sync_core for SYNC_CORE.
5274          */
5275         if (mm) {
5276                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
5277                 mmdrop_lazy_tlb_sched(mm);
5278         }
5279
5280         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
5281                 if (prev->sched_class->task_dead)
5282                         prev->sched_class->task_dead(prev);
5283
5284                 /* Task is done with its stack. */
5285                 put_task_stack(prev);
5286
5287                 put_task_struct_rcu_user(prev);
5288         }
5289
5290         return rq;
5291 }
5292
5293 /**
5294  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
5295  * @prev: the thread we just switched away from.
5296  */
5297 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
5298         __releases(rq->lock)
5299 {
5300         /*
5301          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
5302          * finish_task_switch() for details.
5303          *
5304          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
5305          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
5306          * PREEMPT_COUNT kernels).
5307          */
5308
5309         finish_task_switch(prev);
5310         preempt_enable();
5311
5312         if (current->set_child_tid)
5313                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
5314
5315         calculate_sigpending();
5316 }
5317
5318 /*
5319  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
5320  */
5321 static __always_inline struct rq *
5322 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5323                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5324 {
5325         prepare_task_switch(rq, prev, next);
5326
5327         /*
5328          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
5329          * combine the page table reload and the switch backend into
5330          * one hypercall.
5331          */
5332         arch_start_context_switch(prev);
5333
5334         /*
5335          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
5336          *   user -> kernel   lazy + mmgrab_lazy_tlb() active
5337          *
5338          * kernel ->   user   switch + mmdrop_lazy_tlb() active
5339          *   user ->   user   switch
5340          *
5341          * switch_mm_cid() needs to be updated if the barriers provided
5342          * by context_switch() are modified.
5343          */
5344         if (!next->mm) {                                // to kernel
5345                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
5346
5347                 next->active_mm = prev->active_mm;
5348                 if (prev->mm)                           // from user
5349                         mmgrab_lazy_tlb(prev->active_mm);
5350                 else
5351                         prev->active_mm = NULL;
5352         } else {                                        // to user
5353                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
5354                 /*
5355                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
5356                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
5357                  *
5358                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
5359                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
5360                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
5361                  */
5362                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
5363                 lru_gen_use_mm(next->mm);
5364
5365                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
5366                         /* will mmdrop_lazy_tlb() in finish_task_switch(). */
5367                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
5368                         prev->active_mm = NULL;
5369                 }
5370         }
5371
5372         /* switch_mm_cid() requires the memory barriers above. */
5373         switch_mm_cid(rq, prev, next);
5374
5375         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5376
5377         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
5378
5379         /* Here we just switch the register state and the stack. */
5380         switch_to(prev, next, prev);
5381         barrier();
5382
5383         return finish_task_switch(prev);
5384 }
5385
5386 /*
5387  * nr_running and nr_context_switches:
5388  *
5389  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
5390  * threads, total number of context switches performed since bootup.
5391  */
5392 unsigned int nr_running(void)
5393 {
5394         unsigned int i, sum = 0;
5395
5396         for_each_online_cpu(i)
5397                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
5398
5399         return sum;
5400 }
5401
5402 /*
5403  * Check if only the current task is running on the CPU.
5404  *
5405  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
5406  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
5407  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
5408  *
5409  * - from a non-preemptible section (of course)
5410  *
5411  * - from a thread that is bound to a single CPU
5412  *
5413  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
5414  */
5415 bool single_task_running(void)
5416 {
5417         return raw_rq()->nr_running == 1;
5418 }
5419 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
5420
5421 unsigned long long nr_context_switches_cpu(int cpu)
5422 {
5423         return cpu_rq(cpu)->nr_switches;
5424 }
5425
5426 unsigned long long nr_context_switches(void)
5427 {
5428         int i;
5429         unsigned long long sum = 0;
5430
5431         for_each_possible_cpu(i)
5432                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
5433
5434         return sum;
5435 }
5436
5437 /*
5438  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
5439  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
5440  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
5441  * it does become runnable.
5442  */
5443
5444 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
5445 {
5446         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
5447 }
5448
5449 /*
5450  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
5451  *
5452  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
5453  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
5454  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
5455  *
5456  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
5457  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
5458  * running and we'd not be idle.
5459  *
5460  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
5461  * is broken.
5462  *
5463  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
5464  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
5465  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
5466  * utilising both CPUs.
5467  *
5468  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
5469  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
5470  *
5471  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
5472  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
5473  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
5474  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
5475  *
5476  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
5477  */
5478
5479 unsigned int nr_iowait(void)
5480 {
5481         unsigned int i, sum = 0;
5482
5483         for_each_possible_cpu(i)
5484                 sum += nr_iowait_cpu(i);
5485
5486         return sum;
5487 }
5488
5489 #ifdef CONFIG_SMP
5490
5491 /*
5492  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5493  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5494  */
5495 void sched_exec(void)
5496 {
5497         struct task_struct *p = current;
5498         unsigned long flags;
5499         int dest_cpu;
5500
5501         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5502         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5503         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5504                 goto unlock;
5505
5506         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5507                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5508
5509                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5510                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5511                 return;
5512         }
5513 unlock:
5514         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5515 }
5516
5517 #endif
5518
5519 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5520 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5521
5522 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5523 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5524
5525 /*
5526  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5527  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5528  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5529  * Prefetching this data results in improved performance.
5530  */
5531 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5532 {
5533 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5534         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5535 #else
5536         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5537 #endif
5538         prefetch(curr);
5539         prefetch(&curr->exec_start);
5540 }
5541
5542 /*
5543  * Return accounted runtime for the task.
5544  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5545  * pending runtime that have not been accounted yet.
5546  */
5547 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5548 {
5549         struct rq_flags rf;
5550         struct rq *rq;
5551         u64 ns;
5552
5553 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5554         /*
5555          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5556          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5557          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5558          *
5559          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5560          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5561          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5562          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5563          * been accounted, so we're correct here as well.
5564          */
5565         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5566                 return p->se.sum_exec_runtime;
5567 #endif
5568
5569         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5570         /*
5571          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5572          * project cycles that may never be accounted to this
5573          * thread, breaking clock_gettime().
5574          */
5575         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5576                 prefetch_curr_exec_start(p);
5577                 update_rq_clock(rq);
5578                 p->sched_class->update_curr(rq);
5579         }
5580         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5581         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5582
5583         return ns;
5584 }
5585
5586 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5587 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5588 {
5589         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5590         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5591         static bool warned_once;
5592
5593         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5594                 return 0;
5595
5596         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5597                 return 0;
5598
5599         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5600                 return 0;
5601
5602         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5603                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5604                 rq->ticks_without_resched = 0;
5605                 return 0;
5606         }
5607
5608         rq->ticks_without_resched++;
5609         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5610         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5611                 return 0;
5612
5613         warned_once = true;
5614
5615         return resched_latency;
5616 }
5617
5618 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5619 {
5620         long val;
5621
5622         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5623                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5624                 return 1;
5625         }
5626
5627         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5628         return 1;
5629 }
5630 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5631 #else
5632 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5633 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5634
5635 /*
5636  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5637  * We call it with interrupts disabled.
5638  */
5639 void scheduler_tick(void)
5640 {
5641         int cpu = smp_processor_id();
5642         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5643         struct task_struct *curr = rq->curr;
5644         struct rq_flags rf;
5645         unsigned long thermal_pressure;
5646         u64 resched_latency;
5647
5648         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5649                 arch_scale_freq_tick();
5650
5651         sched_clock_tick();
5652
5653         rq_lock(rq, &rf);
5654
5655         update_rq_clock(rq);
5656         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5657         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5658         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5659         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5660                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5661         calc_global_load_tick(rq);
5662         sched_core_tick(rq);
5663         task_tick_mm_cid(rq, curr);
5664
5665         rq_unlock(rq, &rf);
5666
5667         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5668                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5669
5670         perf_event_task_tick();
5671
5672         if (curr->flags & PF_WQ_WORKER)
5673                 wq_worker_tick(curr);
5674
5675 #ifdef CONFIG_SMP
5676         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5677         trigger_load_balance(rq);
5678 #endif
5679 }
5680
5681 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5682
5683 struct tick_work {
5684         int                     cpu;
5685         atomic_t                state;
5686         struct delayed_work     work;
5687 };
5688 /* Values for ->state, see diagram below. */
5689 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5690 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5691 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5692
5693 /*
5694  * State diagram for ->state:
5695  *
5696  *
5697  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5698  *                    |   ^
5699  *                    |   |
5700  *                    |   | sched_tick_remote()
5701  *                    |   |
5702  *                    |   |
5703  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5704  *                    |   ^
5705  *                    |   |
5706  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5707  *                    |   |
5708  *                    V   |
5709  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5710  *
5711  *
5712  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5713  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5714  */
5715
5716 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5717
5718 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5719 {
5720         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5721         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5722         int cpu = twork->cpu;
5723         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5724         struct task_struct *curr;
5725         struct rq_flags rf;
5726         u64 delta;
5727         int os;
5728
5729         /*
5730          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5731          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5732          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5733          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5734          * of when exactly it is running.
5735          */
5736         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5737                 goto out_requeue;
5738
5739         rq_lock_irq(rq, &rf);
5740         curr = rq->curr;
5741         if (cpu_is_offline(cpu))
5742                 goto out_unlock;
5743
5744         update_rq_clock(rq);
5745
5746         if (!is_idle_task(curr)) {
5747                 /*
5748                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5749                  * amount of time.
5750                  */
5751                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5752                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5753         }
5754         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5755
5756         calc_load_nohz_remote(rq);
5757 out_unlock:
5758         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5759 out_requeue:
5760
5761         /*
5762          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5763          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5764          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5765          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5766          */
5767         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5768         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5769         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5770                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5771 }
5772
5773 static void sched_tick_start(int cpu)
5774 {
5775         int os;
5776         struct tick_work *twork;
5777
5778         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5779                 return;
5780
5781         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5782
5783         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5784         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5785         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5786         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5787                 twork->cpu = cpu;
5788                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5789                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5790         }
5791 }
5792
5793 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5794 static void sched_tick_stop(int cpu)
5795 {
5796         struct tick_work *twork;
5797         int os;
5798
5799         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5800                 return;
5801
5802         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5803
5804         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5805         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5806         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5807         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5808         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5809 }
5810 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5811
5812 int __init sched_tick_offload_init(void)
5813 {
5814         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5815         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5816         return 0;
5817 }
5818
5819 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5820 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5821 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5822 #endif
5823
5824 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5825                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5826 /*
5827  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5828  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5829  */
5830 static inline void preempt_latency_start(int val)
5831 {
5832         if (preempt_count() == val) {
5833                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5834 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5835                 current->preempt_disable_ip = ip;
5836 #endif
5837                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5838         }
5839 }
5840
5841 void preempt_count_add(int val)
5842 {
5843 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5844         /*
5845          * Underflow?
5846          */
5847         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5848                 return;
5849 #endif
5850         __preempt_count_add(val);
5851 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5852         /*
5853          * Spinlock count overflowing soon?
5854          */
5855         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5856                                 PREEMPT_MASK - 10);
5857 #endif
5858         preempt_latency_start(val);
5859 }
5860 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5861 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5862
5863 /*
5864  * If the value passed in equals to the current preempt count
5865  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5866  */
5867 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5868 {
5869         if (preempt_count() == val)
5870                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5871 }
5872
5873 void preempt_count_sub(int val)
5874 {
5875 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5876         /*
5877          * Underflow?
5878          */
5879         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5880                 return;
5881         /*
5882          * Is the spinlock portion underflowing?
5883          */
5884         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5885                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5886                 return;
5887 #endif
5888
5889         preempt_latency_stop(val);
5890         __preempt_count_sub(val);
5891 }
5892 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5893 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5894
5895 #else
5896 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5897 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5898 #endif
5899
5900 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5901 {
5902 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5903         return p->preempt_disable_ip;
5904 #else
5905         return 0;
5906 #endif
5907 }
5908
5909 /*
5910  * Print scheduling while atomic bug:
5911  */
5912 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5913 {
5914         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5915         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5916
5917         if (oops_in_progress)
5918                 return;
5919
5920         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5921                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5922
5923         debug_show_held_locks(prev);
5924         print_modules();
5925         if (irqs_disabled())
5926                 print_irqtrace_events(prev);
5927         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5928             && in_atomic_preempt_off()) {
5929                 pr_err("Preemption disabled at:");
5930                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5931         }
5932         check_panic_on_warn("scheduling while atomic");
5933
5934         dump_stack();
5935         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5936 }
5937
5938 /*
5939  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5940  */
5941 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5942 {
5943 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5944         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5945                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5946
5947         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5948                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5949 #endif
5950
5951 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5952         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5953                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5954                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5955                 dump_stack();
5956                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5957         }
5958 #endif
5959
5960         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5961                 __schedule_bug(prev);
5962                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5963         }
5964         rcu_sleep_check();
5965         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5966
5967         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5968
5969         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5970 }
5971
5972 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5973                                   struct rq_flags *rf)
5974 {
5975 #ifdef CONFIG_SMP
5976         const struct sched_class *class;
5977         /*
5978          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5979          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5980          * state as before we took rq->lock.
5981          *
5982          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5983          * a runnable task of @class priority or higher.
5984          */
5985         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5986                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5987                         break;
5988         }
5989 #endif
5990
5991         put_prev_task(rq, prev);
5992 }
5993
5994 /*
5995  * Pick up the highest-prio task:
5996  */
5997 static inline struct task_struct *
5998 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5999 {
6000         const struct sched_class *class;
6001         struct task_struct *p;
6002
6003         /*
6004          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
6005          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
6006          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
6007          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
6008          */
6009         if (likely(!sched_class_above(prev->sched_class, &fair_sched_class) &&
6010                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
6011
6012                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
6013                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
6014                         goto restart;
6015
6016                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
6017                 if (!p) {
6018                         put_prev_task(rq, prev);
6019                         p = pick_next_task_idle(rq);
6020                 }
6021
6022                 return p;
6023         }
6024
6025 restart:
6026         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
6027
6028         for_each_class(class) {
6029                 p = class->pick_next_task(rq);
6030                 if (p)
6031                         return p;
6032         }
6033
6034         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
6035 }
6036
6037 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
6038 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
6039 {
6040         return (task_rq(t)->idle == t);
6041 }
6042
6043 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
6044 {
6045         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
6046 }
6047
6048 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
6049 {
6050         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
6051                 return true;
6052
6053         return a->core_cookie == b->core_cookie;
6054 }
6055
6056 static inline struct task_struct *pick_task(struct rq *rq)
6057 {
6058         const struct sched_class *class;
6059         struct task_struct *p;
6060
6061         for_each_class(class) {
6062                 p = class->pick_task(rq);
6063                 if (p)
6064                         return p;
6065         }
6066
6067         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
6068 }
6069
6070 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
6071
6072 static void queue_core_balance(struct rq *rq);
6073
6074 static struct task_struct *
6075 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6076 {
6077         struct task_struct *next, *p, *max = NULL;
6078         const struct cpumask *smt_mask;
6079         bool fi_before = false;
6080         bool core_clock_updated = (rq == rq->core);
6081         unsigned long cookie;
6082         int i, cpu, occ = 0;
6083         struct rq *rq_i;
6084         bool need_sync;
6085
6086         if (!sched_core_enabled(rq))
6087                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6088
6089         cpu = cpu_of(rq);
6090
6091         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
6092         if (cpu_is_offline(cpu)) {
6093                 /*
6094                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
6095                  * coming online. core_pick would already be migrated to
6096                  * another cpu during offline.
6097                  */
6098                 rq->core_pick = NULL;
6099                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6100         }
6101
6102         /*
6103          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
6104          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
6105          * pick yet, do so now.
6106          *
6107          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
6108          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
6109          * selection. In this case, do a core-wide selection.
6110          */
6111         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
6112             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
6113             rq->core_pick) {
6114                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
6115
6116                 next = rq->core_pick;
6117                 if (next != prev) {
6118                         put_prev_task(rq, prev);
6119                         set_next_task(rq, next);
6120                 }
6121
6122                 rq->core_pick = NULL;
6123                 goto out;
6124         }
6125
6126         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
6127
6128         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6129         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
6130
6131         /* reset state */
6132         rq->core->core_cookie = 0UL;
6133         if (rq->core->core_forceidle_count) {
6134                 if (!core_clock_updated) {
6135                         update_rq_clock(rq->core);
6136                         core_clock_updated = true;
6137                 }
6138                 sched_core_account_forceidle(rq);
6139                 /* reset after accounting force idle */
6140                 rq->core->core_forceidle_start = 0;
6141                 rq->core->core_forceidle_count = 0;
6142                 rq->core->core_forceidle_occupation = 0;
6143                 need_sync = true;
6144                 fi_before = true;
6145         }
6146
6147         /*
6148          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
6149          *
6150          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
6151          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
6152          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
6153          *
6154          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
6155          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
6156          */
6157         rq->core->core_task_seq++;
6158
6159         /*
6160          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
6161          * and there are no cookied tasks running on siblings.
6162          */
6163         if (!need_sync) {
6164                 next = pick_task(rq);
6165                 if (!next->core_cookie) {
6166                         rq->core_pick = NULL;
6167                         /*
6168                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
6169                          * unconstrained picks as well.
6170                          */
6171                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
6172                         task_vruntime_update(rq, next, false);
6173                         goto out_set_next;
6174                 }
6175         }
6176
6177         /*
6178          * For each thread: do the regular task pick and find the max prio task
6179          * amongst them.
6180          *
6181          * Tie-break prio towards the current CPU
6182          */
6183         for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
6184                 rq_i = cpu_rq(i);
6185
6186                 /*
6187                  * Current cpu always has its clock updated on entrance to
6188                  * pick_next_task(). If the current cpu is not the core,
6189                  * the core may also have been updated above.
6190                  */
6191                 if (i != cpu && (rq_i != rq->core || !core_clock_updated))
6192                         update_rq_clock(rq_i);
6193
6194                 p = rq_i->core_pick = pick_task(rq_i);
6195                 if (!max || prio_less(max, p, fi_before))
6196                         max = p;
6197         }
6198
6199         cookie = rq->core->core_cookie = max->core_cookie;
6200
6201         /*
6202          * For each thread: try and find a runnable task that matches @max or
6203          * force idle.
6204          */
6205         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6206                 rq_i = cpu_rq(i);
6207                 p = rq_i->core_pick;
6208
6209                 if (!cookie_equals(p, cookie)) {
6210                         p = NULL;
6211                         if (cookie)
6212                                 p = sched_core_find(rq_i, cookie);
6213                         if (!p)
6214                                 p = idle_sched_class.pick_task(rq_i);
6215                 }
6216
6217                 rq_i->core_pick = p;
6218
6219                 if (p == rq_i->idle) {
6220                         if (rq_i->nr_running) {
6221                                 rq->core->core_forceidle_count++;
6222                                 if (!fi_before)
6223                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
6224                         }
6225                 } else {
6226                         occ++;
6227                 }
6228         }
6229
6230         if (schedstat_enabled() && rq->core->core_forceidle_count) {
6231                 rq->core->core_forceidle_start = rq_clock(rq->core);
6232                 rq->core->core_forceidle_occupation = occ;
6233         }
6234
6235         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
6236         next = rq->core_pick;
6237         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
6238
6239         /* Something should have been selected for current CPU */
6240         WARN_ON_ONCE(!next);
6241
6242         /*
6243          * Reschedule siblings
6244          *
6245          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
6246          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
6247          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
6248          * non-matching user state.
6249          */
6250         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6251                 rq_i = cpu_rq(i);
6252
6253                 /*
6254                  * An online sibling might have gone offline before a task
6255                  * could be picked for it, or it might be offline but later
6256                  * happen to come online, but its too late and nothing was
6257                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
6258                  * so ignore it.
6259                  */
6260                 if (!rq_i->core_pick)
6261                         continue;
6262
6263                 /*
6264                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
6265                  * fi_before     fi      update?
6266                  *  0            0       1
6267                  *  0            1       1
6268                  *  1            0       1
6269                  *  1            1       0
6270                  */
6271                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle_count))
6272                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, !!rq->core->core_forceidle_count);
6273
6274                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
6275
6276                 if (i == cpu) {
6277                         rq_i->core_pick = NULL;
6278                         continue;
6279                 }
6280
6281                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
6282                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
6283
6284                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
6285                         rq_i->core_pick = NULL;
6286                         continue;
6287                 }
6288
6289                 resched_curr(rq_i);
6290         }
6291
6292 out_set_next:
6293         set_next_task(rq, next);
6294 out:
6295         if (rq->core->core_forceidle_count && next == rq->idle)
6296                 queue_core_balance(rq);
6297
6298         return next;
6299 }
6300
6301 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
6302 {
6303         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
6304         struct task_struct *p;
6305         unsigned long cookie;
6306         bool success = false;
6307
6308         local_irq_disable();
6309         double_rq_lock(dst, src);
6310
6311         cookie = dst->core->core_cookie;
6312         if (!cookie)
6313                 goto unlock;
6314
6315         if (dst->curr != dst->idle)
6316                 goto unlock;
6317
6318         p = sched_core_find(src, cookie);
6319         if (!p)
6320                 goto unlock;
6321
6322         do {
6323                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
6324                         goto next;
6325
6326                 if (!is_cpu_allowed(p, this))
6327                         goto next;
6328
6329                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
6330                         goto next;
6331                 /*
6332                  * sched_core_find() and sched_core_next() will ensure that task @p
6333                  * is not throttled now, we also need to check whether the runqueue
6334                  * of the destination CPU is being throttled.
6335                  */
6336                 if (sched_task_is_throttled(p, this))
6337                         goto next;
6338
6339                 deactivate_task(src, p, 0);
6340                 set_task_cpu(p, this);
6341                 activate_task(dst, p, 0);
6342
6343                 resched_curr(dst);
6344
6345                 success = true;
6346                 break;
6347
6348 next:
6349                 p = sched_core_next(p, cookie);
6350         } while (p);
6351
6352 unlock:
6353         double_rq_unlock(dst, src);
6354         local_irq_enable();
6355
6356         return success;
6357 }
6358
6359 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
6360 {
6361         int i;
6362
6363         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu + 1) {
6364                 if (i == cpu)
6365                         continue;
6366
6367                 if (need_resched())
6368                         break;
6369
6370                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
6371                         return true;
6372         }
6373
6374         return false;
6375 }
6376
6377 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
6378 {
6379         struct sched_domain *sd;
6380         int cpu = cpu_of(rq);
6381
6382         preempt_disable();
6383         rcu_read_lock();
6384         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6385         for_each_domain(cpu, sd) {
6386                 if (need_resched())
6387                         break;
6388
6389                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
6390                         break;
6391         }
6392         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
6393         rcu_read_unlock();
6394         preempt_enable();
6395 }
6396
6397 static DEFINE_PER_CPU(struct balance_callback, core_balance_head);
6398
6399 static void queue_core_balance(struct rq *rq)
6400 {
6401         if (!sched_core_enabled(rq))
6402                 return;
6403
6404         if (!rq->core->core_cookie)
6405                 return;
6406
6407         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
6408                 return;
6409
6410         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
6411 }
6412
6413 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
6414 {
6415         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6416         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6417         unsigned long flags;
6418         int t;
6419
6420         sched_core_lock(cpu, &flags);
6421
6422         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6423
6424         /* if we're the first, we'll be our own leader */
6425         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
6426                 goto unlock;
6427
6428         /* find the leader */
6429         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6430                 if (t == cpu)
6431                         continue;
6432                 rq = cpu_rq(t);
6433                 if (rq->core == rq) {
6434                         core_rq = rq;
6435                         break;
6436                 }
6437         }
6438
6439         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
6440                 goto unlock;
6441
6442         /* install and validate core_rq */
6443         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6444                 rq = cpu_rq(t);
6445
6446                 if (t == cpu)
6447                         rq->core = core_rq;
6448
6449                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
6450         }
6451
6452 unlock:
6453         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6454 }
6455
6456 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6457 {
6458         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6459         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6460         unsigned long flags;
6461         int t;
6462
6463         sched_core_lock(cpu, &flags);
6464
6465         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6466         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6467                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6468                 goto unlock;
6469         }
6470
6471         /* if we're not the leader, nothing to do */
6472         if (rq->core != rq)
6473                 goto unlock;
6474
6475         /* find a new leader */
6476         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6477                 if (t == cpu)
6478                         continue;
6479                 core_rq = cpu_rq(t);
6480                 break;
6481         }
6482
6483         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6484                 goto unlock;
6485
6486         /* copy the shared state to the new leader */
6487         core_rq->core_task_seq             = rq->core_task_seq;
6488         core_rq->core_pick_seq             = rq->core_pick_seq;
6489         core_rq->core_cookie               = rq->core_cookie;
6490         core_rq->core_forceidle_count      = rq->core_forceidle_count;
6491         core_rq->core_forceidle_seq        = rq->core_forceidle_seq;
6492         core_rq->core_forceidle_occupation = rq->core_forceidle_occupation;
6493
6494         /*
6495          * Accounting edge for forced idle is handled in pick_next_task().
6496          * Don't need another one here, since the hotplug thread shouldn't
6497          * have a cookie.
6498          */
6499         core_rq->core_forceidle_start = 0;
6500
6501         /* install new leader */
6502         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6503                 rq = cpu_rq(t);
6504                 rq->core = core_rq;
6505         }
6506
6507 unlock:
6508         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6509 }
6510
6511 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6512 {
6513         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6514
6515         if (rq->core != rq)
6516                 rq->core = rq;
6517 }
6518
6519 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6520
6521 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6522 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6523 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6524
6525 static struct task_struct *
6526 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6527 {
6528         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6529 }
6530
6531 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6532
6533 /*
6534  * Constants for the sched_mode argument of __schedule().
6535  *
6536  * The mode argument allows RT enabled kernels to differentiate a
6537  * preemption from blocking on an 'sleeping' spin/rwlock. Note that
6538  * SM_MASK_PREEMPT for !RT has all bits set, which allows the compiler to
6539  * optimize the AND operation out and just check for zero.
6540  */
6541 #define SM_NONE                 0x0
6542 #define SM_PREEMPT              0x1
6543 #define SM_RTLOCK_WAIT          0x2
6544
6545 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
6546 # define SM_MASK_PREEMPT        (~0U)
6547 #else
6548 # define SM_MASK_PREEMPT        SM_PREEMPT
6549 #endif
6550
6551 /*
6552  * __schedule() is the main scheduler function.
6553  *
6554  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6555  *
6556  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6557  *
6558  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6559  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6560  *
6561  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6562  *      interrupt handler scheduler_tick().
6563  *
6564  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6565  *      task to the run-queue and that's it.
6566  *
6567  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6568  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6569  *      called on the nearest possible occasion:
6570  *
6571  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6572  *
6573  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6574  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6575  *           spin_unlock()!)
6576  *
6577  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6578  *           preemptible context
6579  *
6580  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6581  *         then at the next:
6582  *
6583  *          - cond_resched() call
6584  *          - explicit schedule() call
6585  *          - return from syscall or exception to user-space
6586  *          - return from interrupt-handler to user-space
6587  *
6588  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6589  */
6590 static void __sched notrace __schedule(unsigned int sched_mode)
6591 {
6592         struct task_struct *prev, *next;
6593         unsigned long *switch_count;
6594         unsigned long prev_state;
6595         struct rq_flags rf;
6596         struct rq *rq;
6597         int cpu;
6598
6599         cpu = smp_processor_id();
6600         rq = cpu_rq(cpu);
6601         prev = rq->curr;
6602
6603         schedule_debug(prev, !!sched_mode);
6604
6605         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6606                 hrtick_clear(rq);
6607
6608         local_irq_disable();
6609         rcu_note_context_switch(!!sched_mode);
6610
6611         /*
6612          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6613          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6614          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6615          *
6616          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6617          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6618          *                                        wake_up_state(p, state)
6619          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6620          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6621          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6622          *
6623          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6624          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6625          */
6626         rq_lock(rq, &rf);
6627         smp_mb__after_spinlock();
6628
6629         /* Promote REQ to ACT */
6630         rq->clock_update_flags <<= 1;
6631         update_rq_clock(rq);
6632
6633         switch_count = &prev->nivcsw;
6634
6635         /*
6636          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6637          * that we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6638          */
6639         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6640         if (!(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT) && prev_state) {
6641                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6642                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6643                 } else {
6644                         prev->sched_contributes_to_load =
6645                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6646                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6647                                 !(prev_state & TASK_FROZEN);
6648
6649                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6650                                 rq->nr_uninterruptible++;
6651
6652                         /*
6653                          * __schedule()                 ttwu()
6654                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6655                          *   if (prev_state)                goto out;
6656                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6657                          *                                p->state = TASK_WAKING
6658                          *
6659                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6660                          *
6661                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6662                          */
6663                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6664
6665                         if (prev->in_iowait) {
6666                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6667                                 delayacct_blkio_start();
6668                         }
6669                 }
6670                 switch_count = &prev->nvcsw;
6671         }
6672
6673         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6674         clear_tsk_need_resched(prev);
6675         clear_preempt_need_resched();
6676 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6677         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6678 #endif
6679
6680         if (likely(prev != next)) {
6681                 rq->nr_switches++;
6682                 /*
6683                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6684                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6685                  */
6686                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6687                 /*
6688                  * The membarrier system call requires each architecture
6689                  * to have a full memory barrier after updating
6690                  * rq->curr, before returning to user-space.
6691                  *
6692                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6693                  * various architectures:
6694                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6695                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6696                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6697                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6698                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6699                  *   is a RELEASE barrier),
6700                  */
6701                 ++*switch_count;
6702
6703                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6704                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6705
6706                 trace_sched_switch(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT, prev, next, prev_state);
6707
6708                 /* Also unlocks the rq: */
6709                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6710         } else {
6711                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6712
6713                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6714                 __balance_callbacks(rq);
6715                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6716         }
6717 }
6718
6719 void __noreturn do_task_dead(void)
6720 {
6721         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6722         set_special_state(TASK_DEAD);
6723
6724         /* Tell freezer to ignore us: */
6725         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6726
6727         __schedule(SM_NONE);
6728         BUG();
6729
6730         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6731         for (;;)
6732                 cpu_relax();
6733 }
6734
6735 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6736 {
6737         unsigned int task_flags;
6738
6739         if (task_is_running(tsk))
6740                 return;
6741
6742         task_flags = tsk->flags;
6743         /*
6744          * If a worker goes to sleep, notify and ask workqueue whether it
6745          * wants to wake up a task to maintain concurrency.
6746          */
6747         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6748                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6749                         wq_worker_sleeping(tsk);
6750                 else
6751                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6752         }
6753
6754         /*
6755          * spinlock and rwlock must not flush block requests.  This will
6756          * deadlock if the callback attempts to acquire a lock which is
6757          * already acquired.
6758          */
6759         SCHED_WARN_ON(current->__state & TASK_RTLOCK_WAIT);
6760
6761         /*
6762          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6763          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6764          */
6765         blk_flush_plug(tsk->plug, true);
6766 }
6767
6768 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6769 {
6770         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6771                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6772                         wq_worker_running(tsk);
6773                 else
6774                         io_wq_worker_running(tsk);
6775         }
6776 }
6777
6778 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6779 {
6780         struct task_struct *tsk = current;
6781
6782         sched_submit_work(tsk);
6783         do {
6784                 preempt_disable();
6785                 __schedule(SM_NONE);
6786                 sched_preempt_enable_no_resched();
6787         } while (need_resched());
6788         sched_update_worker(tsk);
6789 }
6790 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6791
6792 /*
6793  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6794  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6795  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6796  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6797  * (schedule out non-voluntarily).
6798  *
6799  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6800  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6801  */
6802 void __sched schedule_idle(void)
6803 {
6804         /*
6805          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6806          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6807          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6808          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6809          * TASK_RUNNING state.
6810          */
6811         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6812         do {
6813                 __schedule(SM_NONE);
6814         } while (need_resched());
6815 }
6816
6817 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING_USER) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_USER_OFFSTACK)
6818 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6819 {
6820         /*
6821          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6822          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6823          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6824          * we find a better solution.
6825          *
6826          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6827          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6828          * too frequently to make sense yet.
6829          */
6830         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6831         schedule();
6832         exception_exit(prev_state);
6833 }
6834 #endif
6835
6836 /**
6837  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6838  *
6839  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6840  */
6841 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6842 {
6843         sched_preempt_enable_no_resched();
6844         schedule();
6845         preempt_disable();
6846 }
6847
6848 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
6849 void __sched notrace schedule_rtlock(void)
6850 {
6851         do {
6852                 preempt_disable();
6853                 __schedule(SM_RTLOCK_WAIT);
6854                 sched_preempt_enable_no_resched();
6855         } while (need_resched());
6856 }
6857 NOKPROBE_SYMBOL(schedule_rtlock);
6858 #endif
6859
6860 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6861 {
6862         do {
6863                 /*
6864                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6865                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6866                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6867                  * by the function tracer will call this function again and
6868                  * cause infinite recursion.
6869                  *
6870                  * Preemption must be disabled here before the function
6871                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6872                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6873                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6874                  * which can also be traced by the function tracer.
6875                  */
6876                 preempt_disable_notrace();
6877                 preempt_latency_start(1);
6878                 __schedule(SM_PREEMPT);
6879                 preempt_latency_stop(1);
6880                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6881
6882                 /*
6883                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6884                  * between schedule and now.
6885                  */
6886         } while (need_resched());
6887 }
6888
6889 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6890 /*
6891  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6892  * off of preempt_enable.
6893  */
6894 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6895 {
6896         /*
6897          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6898          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6899          */
6900         if (likely(!preemptible()))
6901                 return;
6902         preempt_schedule_common();
6903 }
6904 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6905 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6906
6907 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6908 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6909 #ifndef preempt_schedule_dynamic_enabled
6910 #define preempt_schedule_dynamic_enabled        preempt_schedule
6911 #define preempt_schedule_dynamic_disabled       NULL
6912 #endif
6913 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, preempt_schedule_dynamic_enabled);
6914 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6915 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6916 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule);
6917 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule(void)
6918 {
6919         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule))
6920                 return;
6921         preempt_schedule();
6922 }
6923 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6924 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6925 #endif
6926 #endif
6927
6928 /**
6929  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6930  *
6931  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6932  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6933  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6934  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6935  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6936  * to be called when the system is still in usermode.
6937  *
6938  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6939  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6940  * calling the scheduler.
6941  */
6942 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6943 {
6944         enum ctx_state prev_ctx;
6945
6946         if (likely(!preemptible()))
6947                 return;
6948
6949         do {
6950                 /*
6951                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6952                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6953                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6954                  * by the function tracer will call this function again and
6955                  * cause infinite recursion.
6956                  *
6957                  * Preemption must be disabled here before the function
6958                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6959                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6960                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6961                  * which can also be traced by the function tracer.
6962                  */
6963                 preempt_disable_notrace();
6964                 preempt_latency_start(1);
6965                 /*
6966                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6967                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6968                  * an infinite recursion.
6969                  */
6970                 prev_ctx = exception_enter();
6971                 __schedule(SM_PREEMPT);
6972                 exception_exit(prev_ctx);
6973
6974                 preempt_latency_stop(1);
6975                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6976         } while (need_resched());
6977 }
6978 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6979
6980 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6981 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6982 #ifndef preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled
6983 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled        preempt_schedule_notrace
6984 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_disabled       NULL
6985 #endif
6986 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled);
6987 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6988 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6989 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule_notrace);
6990 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule_notrace(void)
6991 {
6992         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule_notrace))
6993                 return;
6994         preempt_schedule_notrace();
6995 }
6996 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6997 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6998 #endif
6999 #endif
7000
7001 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
7002
7003 /*
7004  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
7005  * off of irq context.
7006  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
7007  * protect us against recursive calling from irq.
7008  */
7009 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
7010 {
7011         enum ctx_state prev_state;
7012
7013         /* Catch callers which need to be fixed */
7014         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
7015
7016         prev_state = exception_enter();
7017
7018         do {
7019                 preempt_disable();
7020                 local_irq_enable();
7021                 __schedule(SM_PREEMPT);
7022                 local_irq_disable();
7023                 sched_preempt_enable_no_resched();
7024         } while (need_resched());
7025
7026         exception_exit(prev_state);
7027 }
7028
7029 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
7030                           void *key)
7031 {
7032         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~(WF_SYNC|WF_CURRENT_CPU));
7033         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
7034 }
7035 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
7036
7037 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
7038 {
7039         if (dl_prio(prio))
7040                 p->sched_class = &dl_sched_class;
7041         else if (rt_prio(prio))
7042                 p->sched_class = &rt_sched_class;
7043         else
7044                 p->sched_class = &fair_sched_class;
7045
7046         p->prio = prio;
7047 }
7048
7049 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
7050
7051 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
7052 {
7053         if (pi_task)
7054                 prio = min(prio, pi_task->prio);
7055
7056         return prio;
7057 }
7058
7059 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
7060 {
7061         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
7062
7063         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
7064 }
7065
7066 /*
7067  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
7068  * @p: task to boost
7069  * @pi_task: donor task
7070  *
7071  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
7072  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
7073  *
7074  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
7075  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
7076  */
7077 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
7078 {
7079         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
7080                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7081         const struct sched_class *prev_class;
7082         struct rq_flags rf;
7083         struct rq *rq;
7084
7085         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
7086         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
7087
7088         /*
7089          * If nothing changed; bail early.
7090          */
7091         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
7092                 return;
7093
7094         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
7095         update_rq_clock(rq);
7096         /*
7097          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
7098          * either lock.
7099          *
7100          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
7101          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
7102          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
7103          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
7104          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
7105          */
7106         p->pi_top_task = pi_task;
7107
7108         /*
7109          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
7110          */
7111         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
7112                 goto out_unlock;
7113
7114         /*
7115          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
7116          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
7117          *
7118          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
7119          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
7120          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
7121          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
7122          * with interrupts disabled and will complete the lock
7123          * protected section without being interrupted. So there is no
7124          * real need to boost.
7125          */
7126         if (unlikely(p == rq->idle)) {
7127                 WARN_ON(p != rq->curr);
7128                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
7129                 goto out_unlock;
7130         }
7131
7132         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
7133         oldprio = p->prio;
7134
7135         if (oldprio == prio)
7136                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
7137
7138         prev_class = p->sched_class;
7139         queued = task_on_rq_queued(p);
7140         running = task_current(rq, p);
7141         if (queued)
7142                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
7143         if (running)
7144                 put_prev_task(rq, p);
7145
7146         /*
7147          * Boosting condition are:
7148          * 1. -rt task is running and holds mutex A
7149          *      --> -dl task blocks on mutex A
7150          *
7151          * 2. -dl task is running and holds mutex A
7152          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
7153          *          running task
7154          */
7155         if (dl_prio(prio)) {
7156                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
7157                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
7158                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
7159                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
7160                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
7161                 } else {
7162                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7163                 }
7164         } else if (rt_prio(prio)) {
7165                 if (dl_prio(oldprio))
7166                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7167                 if (oldprio < prio)
7168                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
7169         } else {
7170                 if (dl_prio(oldprio))
7171                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7172                 if (rt_prio(oldprio))
7173                         p->rt.timeout = 0;
7174         }
7175
7176         __setscheduler_prio(p, prio);
7177
7178         if (queued)
7179                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
7180         if (running)
7181                 set_next_task(rq, p);
7182
7183         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7184 out_unlock:
7185         /* Avoid rq from going away on us: */
7186         preempt_disable();
7187
7188         rq_unpin_lock(rq, &rf);
7189         __balance_callbacks(rq);
7190         raw_spin_rq_unlock(rq);
7191
7192         preempt_enable();
7193 }
7194 #else
7195 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
7196 {
7197         return prio;
7198 }
7199 #endif
7200
7201 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
7202 {
7203         bool queued, running;
7204         int old_prio;
7205         struct rq_flags rf;
7206         struct rq *rq;
7207
7208         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7209                 return;
7210         /*
7211          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
7212          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
7213          */
7214         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7215         update_rq_clock(rq);
7216
7217         /*
7218          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
7219          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
7220          * it won't have any effect on scheduling until the task is
7221          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
7222          */
7223         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
7224                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7225                 goto out_unlock;
7226         }
7227         queued = task_on_rq_queued(p);
7228         running = task_current(rq, p);
7229         if (queued)
7230                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
7231         if (running)
7232                 put_prev_task(rq, p);
7233
7234         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7235         set_load_weight(p, true);
7236         old_prio = p->prio;
7237         p->prio = effective_prio(p);
7238
7239         if (queued)
7240                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
7241         if (running)
7242                 set_next_task(rq, p);
7243
7244         /*
7245          * If the task increased its priority or is running and
7246          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
7247          */
7248         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
7249
7250 out_unlock:
7251         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7252 }
7253 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
7254
7255 /*
7256  * is_nice_reduction - check if nice value is an actual reduction
7257  *
7258  * Similar to can_nice() but does not perform a capability check.
7259  *
7260  * @p: task
7261  * @nice: nice value
7262  */
7263 static bool is_nice_reduction(const struct task_struct *p, const int nice)
7264 {
7265         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
7266         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
7267
7268         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE));
7269 }
7270
7271 /*
7272  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
7273  * @p: task
7274  * @nice: nice value
7275  */
7276 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
7277 {
7278         return is_nice_reduction(p, nice) || capable(CAP_SYS_NICE);
7279 }
7280
7281 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
7282
7283 /*
7284  * sys_nice - change the priority of the current process.
7285  * @increment: priority increment
7286  *
7287  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
7288  * does similar things.
7289  */
7290 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
7291 {
7292         long nice, retval;
7293
7294         /*
7295          * Setpriority might change our priority at the same moment.
7296          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
7297          * and we have a single winner.
7298          */
7299         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
7300         nice = task_nice(current) + increment;
7301
7302         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7303         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
7304                 return -EPERM;
7305
7306         retval = security_task_setnice(current, nice);
7307         if (retval)
7308                 return retval;
7309
7310         set_user_nice(current, nice);
7311         return 0;
7312 }
7313
7314 #endif
7315
7316 /**
7317  * task_prio - return the priority value of a given task.
7318  * @p: the task in question.
7319  *
7320  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
7321  *
7322  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
7323  *
7324  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
7325  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
7326  * deadline                     -101             -1           0
7327  */
7328 int task_prio(const struct task_struct *p)
7329 {
7330         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
7331 }
7332
7333 /**
7334  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
7335  * @cpu: the processor in question.
7336  *
7337  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7338  */
7339 int idle_cpu(int cpu)
7340 {
7341         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7342
7343         if (rq->curr != rq->idle)
7344                 return 0;
7345
7346         if (rq->nr_running)
7347                 return 0;
7348
7349 #ifdef CONFIG_SMP
7350         if (rq->ttwu_pending)
7351                 return 0;
7352 #endif
7353
7354         return 1;
7355 }
7356
7357 /**
7358  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
7359  * @cpu: the CPU in question.
7360  *
7361  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7362  */
7363 int available_idle_cpu(int cpu)
7364 {
7365         if (!idle_cpu(cpu))
7366                 return 0;
7367
7368         if (vcpu_is_preempted(cpu))
7369                 return 0;
7370
7371         return 1;
7372 }
7373
7374 /**
7375  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
7376  * @cpu: the processor in question.
7377  *
7378  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
7379  */
7380 struct task_struct *idle_task(int cpu)
7381 {
7382         return cpu_rq(cpu)->idle;
7383 }
7384
7385 #ifdef CONFIG_SMP
7386 /*
7387  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
7388  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
7389  *
7390  * The scheduler tracks the following metrics:
7391  *
7392  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
7393  *   cpu_bw_dl()
7394  *
7395  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
7396  * synchronized windows and are thus directly comparable.
7397  *
7398  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
7399  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
7400  * in the irq utilization.
7401  *
7402  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
7403  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
7404  * required to meet deadlines.
7405  */
7406 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
7407                                  enum cpu_util_type type,
7408                                  struct task_struct *p)
7409 {
7410         unsigned long dl_util, util, irq, max;
7411         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7412
7413         max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7414
7415         if (!uclamp_is_used() &&
7416             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
7417                 return max;
7418         }
7419
7420         /*
7421          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
7422          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7423          * update_irq_load_avg().
7424          */
7425         irq = cpu_util_irq(rq);
7426         if (unlikely(irq >= max))
7427                 return max;
7428
7429         /*
7430          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7431          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7432          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7433          * to obtain the CPU's actual utilization.
7434          *
7435          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7436          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7437          * tasks.
7438          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7439          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7440          */
7441         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7442         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7443                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7444
7445         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7446
7447         /*
7448          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7449          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7450          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7451          * that we select f_max when there is no idle time.
7452          *
7453          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7454          * saturation when we should -- something for later.
7455          */
7456         if (util + dl_util >= max)
7457                 return max;
7458
7459         /*
7460          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7461          * include util_dl and ignore dl_bw.
7462          */
7463         if (type == ENERGY_UTIL)
7464                 util += dl_util;
7465
7466         /*
7467          * There is still idle time; further improve the number by using the
7468          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7469          * need to scale the task numbers:
7470          *
7471          *              max - irq
7472          *   U' = irq + --------- * U
7473          *                 max
7474          */
7475         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7476         util += irq;
7477
7478         /*
7479          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7480          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7481          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7482          * periods of time.
7483          *
7484          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7485          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7486          * an interface. So, we only do the latter for now.
7487          */
7488         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7489                 util += cpu_bw_dl(rq);
7490
7491         return min(max, util);
7492 }
7493
7494 unsigned long sched_cpu_util(int cpu)
7495 {
7496         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu), ENERGY_UTIL, NULL);
7497 }
7498 #endif /* CONFIG_SMP */
7499
7500 /**
7501  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7502  * @pid: the pid in question.
7503  *
7504  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7505  */
7506 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7507 {
7508         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7509 }
7510
7511 /*
7512  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7513  * it calls know not to change it.
7514  */
7515 #define SETPARAM_POLICY -1
7516
7517 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7518                 const struct sched_attr *attr)
7519 {
7520         int policy = attr->sched_policy;
7521
7522         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7523                 policy = p->policy;
7524
7525         p->policy = policy;
7526
7527         if (dl_policy(policy))
7528                 __setparam_dl(p, attr);
7529         else if (fair_policy(policy))
7530                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7531
7532         /*
7533          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7534          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7535          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7536          */
7537         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7538         p->normal_prio = normal_prio(p);
7539         set_load_weight(p, true);
7540 }
7541
7542 /*
7543  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7544  */
7545 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7546 {
7547         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7548         bool match;
7549
7550         rcu_read_lock();
7551         pcred = __task_cred(p);
7552         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7553                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7554         rcu_read_unlock();
7555         return match;
7556 }
7557
7558 /*
7559  * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority.
7560  * Only issue a capable test if needed and only once to avoid an audit
7561  * event on permitted non-privileged operations:
7562  */
7563 static int user_check_sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7564                                          const struct sched_attr *attr,
7565                                          int policy, int reset_on_fork)
7566 {
7567         if (fair_policy(policy)) {
7568                 if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7569                     !is_nice_reduction(p, attr->sched_nice))
7570                         goto req_priv;
7571         }
7572
7573         if (rt_policy(policy)) {
7574                 unsigned long rlim_rtprio = task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7575
7576                 /* Can't set/change the rt policy: */
7577                 if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7578                         goto req_priv;
7579
7580                 /* Can't increase priority: */
7581                 if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7582                     attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7583                         goto req_priv;
7584         }
7585
7586         /*
7587          * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7588          * (safest behavior); in the future we would like to allow
7589          * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7590          * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7591          */
7592         if (dl_policy(policy))
7593                 goto req_priv;
7594
7595         /*
7596          * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7597          * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7598          */
7599         if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7600                 if (!is_nice_reduction(p, task_nice(p)))
7601                         goto req_priv;
7602         }
7603
7604         /* Can't change other user's priorities: */
7605         if (!check_same_owner(p))
7606                 goto req_priv;
7607
7608         /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7609         if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7610                 goto req_priv;
7611
7612         return 0;
7613
7614 req_priv:
7615         if (!capable(CAP_SYS_NICE))
7616                 return -EPERM;
7617
7618         return 0;
7619 }
7620
7621 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7622                                 const struct sched_attr *attr,
7623                                 bool user, bool pi)
7624 {
7625         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7626         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7627         const struct sched_class *prev_class;
7628         struct balance_callback *head;
7629         struct rq_flags rf;
7630         int reset_on_fork;
7631         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7632         struct rq *rq;
7633         bool cpuset_locked = false;
7634
7635         /* The pi code expects interrupts enabled */
7636         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7637 recheck:
7638         /* Double check policy once rq lock held: */
7639         if (policy < 0) {
7640                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7641                 policy = oldpolicy = p->policy;
7642         } else {
7643                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7644
7645                 if (!valid_policy(policy))
7646                         return -EINVAL;
7647         }
7648
7649         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7650                 return -EINVAL;
7651
7652         /*
7653          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7654          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7655          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7656          */
7657         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7658                 return -EINVAL;
7659         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7660             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7661                 return -EINVAL;
7662
7663         if (user) {
7664                 retval = user_check_sched_setscheduler(p, attr, policy, reset_on_fork);
7665                 if (retval)
7666                         return retval;
7667
7668                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7669                         return -EINVAL;
7670
7671                 retval = security_task_setscheduler(p);
7672                 if (retval)
7673                         return retval;
7674         }
7675
7676         /* Update task specific "requested" clamps */
7677         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7678                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7679                 if (retval)
7680                         return retval;
7681         }
7682
7683         /*
7684          * SCHED_DEADLINE bandwidth accounting relies on stable cpusets
7685          * information.
7686          */
7687         if (dl_policy(policy) || dl_policy(p->policy)) {
7688                 cpuset_locked = true;
7689                 cpuset_lock();
7690         }
7691
7692         /*
7693          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7694          * changing the priority of the task:
7695          *
7696          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7697          * runqueue lock must be held.
7698          */
7699         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7700         update_rq_clock(rq);
7701
7702         /*
7703          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7704          */
7705         if (p == rq->stop) {
7706                 retval = -EINVAL;
7707                 goto unlock;
7708         }
7709
7710         /*
7711          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7712          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7713          */
7714         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7715                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7716                         goto change;
7717                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7718                         goto change;
7719                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7720                         goto change;
7721                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7722                         goto change;
7723
7724                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7725                 retval = 0;
7726                 goto unlock;
7727         }
7728 change:
7729
7730         if (user) {
7731 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7732                 /*
7733                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7734                  * assigned.
7735                  */
7736                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7737                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7738                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7739                         retval = -EPERM;
7740                         goto unlock;
7741                 }
7742 #endif
7743 #ifdef CONFIG_SMP
7744                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7745                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7746                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7747
7748                         /*
7749                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7750                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7751                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7752                          */
7753                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7754                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7755                                 retval = -EPERM;
7756                                 goto unlock;
7757                         }
7758                 }
7759 #endif
7760         }
7761
7762         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7763         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7764                 policy = oldpolicy = -1;
7765                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7766                 if (cpuset_locked)
7767                         cpuset_unlock();
7768                 goto recheck;
7769         }
7770
7771         /*
7772          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7773          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7774          * is available.
7775          */
7776         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7777                 retval = -EBUSY;
7778                 goto unlock;
7779         }
7780
7781         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7782         oldprio = p->prio;
7783
7784         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7785         if (pi) {
7786                 /*
7787                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7788                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7789                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7790                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7791                  * itself.
7792                  */
7793                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7794                 if (newprio == oldprio)
7795                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7796         }
7797
7798         queued = task_on_rq_queued(p);
7799         running = task_current(rq, p);
7800         if (queued)
7801                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7802         if (running)
7803                 put_prev_task(rq, p);
7804
7805         prev_class = p->sched_class;
7806
7807         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7808                 __setscheduler_params(p, attr);
7809                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7810         }
7811         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7812
7813         if (queued) {
7814                 /*
7815                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7816                  * increased (user space view).
7817                  */
7818                 if (oldprio < p->prio)
7819                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7820
7821                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7822         }
7823         if (running)
7824                 set_next_task(rq, p);
7825
7826         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7827
7828         /* Avoid rq from going away on us: */
7829         preempt_disable();
7830         head = splice_balance_callbacks(rq);
7831         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7832
7833         if (pi) {
7834                 if (cpuset_locked)
7835                         cpuset_unlock();
7836                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7837         }
7838
7839         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7840         balance_callbacks(rq, head);
7841         preempt_enable();
7842
7843         return 0;
7844
7845 unlock:
7846         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7847         if (cpuset_locked)
7848                 cpuset_unlock();
7849         return retval;
7850 }
7851
7852 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7853                                const struct sched_param *param, bool check)
7854 {
7855         struct sched_attr attr = {
7856                 .sched_policy   = policy,
7857                 .sched_priority = param->sched_priority,
7858                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7859         };
7860
7861         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7862         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7863                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7864                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7865                 attr.sched_policy = policy;
7866         }
7867
7868         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7869 }
7870 /**
7871  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7872  * @p: the task in question.
7873  * @policy: new policy.
7874  * @param: structure containing the new RT priority.
7875  *
7876  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7877  *
7878  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7879  *
7880  * NOTE that the task may be already dead.
7881  */
7882 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7883                        const struct sched_param *param)
7884 {
7885         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7886 }
7887
7888 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7889 {
7890         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7891 }
7892
7893 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7894 {
7895         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7896 }
7897 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7898
7899 /**
7900  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7901  * @p: the task in question.
7902  * @policy: new policy.
7903  * @param: structure containing the new RT priority.
7904  *
7905  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7906  * current context has permission.  For example, this is needed in
7907  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7908  * but our caller might not have that capability.
7909  *
7910  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7911  */
7912 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7913                                const struct sched_param *param)
7914 {
7915         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7916 }
7917
7918 /*
7919  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7920  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7921  * be doing.
7922  *
7923  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7924  *
7925  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7926  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7927  * and smash them together and still expect them to work.
7928  *
7929  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7930  *
7931  *   MAX_RT_PRIO / 2
7932  *
7933  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7934  * know enough information to make a sensible choice.
7935  */
7936 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7937 {
7938         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7939         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7940 }
7941 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7942
7943 /*
7944  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7945  */
7946 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7947 {
7948         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7949         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7950 }
7951 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7952
7953 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7954 {
7955         struct sched_attr attr = {
7956                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7957                 .sched_nice = nice,
7958         };
7959         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7960 }
7961 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7962
7963 static int
7964 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7965 {
7966         struct sched_param lparam;
7967         struct task_struct *p;
7968         int retval;
7969
7970         if (!param || pid < 0)
7971                 return -EINVAL;
7972         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7973                 return -EFAULT;
7974
7975         rcu_read_lock();
7976         retval = -ESRCH;
7977         p = find_process_by_pid(pid);
7978         if (likely(p))
7979                 get_task_struct(p);
7980         rcu_read_unlock();
7981
7982         if (likely(p)) {
7983                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7984                 put_task_struct(p);
7985         }
7986
7987         return retval;
7988 }
7989
7990 /*
7991  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7992  */
7993 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7994 {
7995         u32 size;
7996         int ret;
7997
7998         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7999         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
8000
8001         ret = get_user(size, &uattr->size);
8002         if (ret)
8003                 return ret;
8004
8005         /* ABI compatibility quirk: */
8006         if (!size)
8007                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
8008         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
8009                 goto err_size;
8010
8011         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
8012         if (ret) {
8013                 if (ret == -E2BIG)
8014                         goto err_size;
8015                 return ret;
8016         }
8017
8018         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
8019             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
8020                 return -EINVAL;
8021
8022         /*
8023          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
8024          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
8025          */
8026         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
8027
8028         return 0;
8029
8030 err_size:
8031         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
8032         return -E2BIG;
8033 }
8034
8035 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
8036 {
8037         if (task_has_dl_policy(p))
8038                 __getparam_dl(p, attr);
8039         else if (task_has_rt_policy(p))
8040                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
8041         else
8042                 attr->sched_nice = task_nice(p);
8043 }
8044
8045 /**
8046  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
8047  * @pid: the pid in question.
8048  * @policy: new policy.
8049  * @param: structure containing the new RT priority.
8050  *
8051  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8052  */
8053 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
8054 {
8055         if (policy < 0)
8056                 return -EINVAL;
8057
8058         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
8059 }
8060
8061 /**
8062  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
8063  * @pid: the pid in question.
8064  * @param: structure containing the new RT priority.
8065  *
8066  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8067  */
8068 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
8069 {
8070         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
8071 }
8072
8073 /**
8074  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
8075  * @pid: the pid in question.
8076  * @uattr: structure containing the extended parameters.
8077  * @flags: for future extension.
8078  */
8079 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
8080                                unsigned int, flags)
8081 {
8082         struct sched_attr attr;
8083         struct task_struct *p;
8084         int retval;
8085
8086         if (!uattr || pid < 0 || flags)
8087                 return -EINVAL;
8088
8089         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
8090         if (retval)
8091                 return retval;
8092
8093         if ((int)attr.sched_policy < 0)
8094                 return -EINVAL;
8095         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
8096                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
8097
8098         rcu_read_lock();
8099         retval = -ESRCH;
8100         p = find_process_by_pid(pid);
8101         if (likely(p))
8102                 get_task_struct(p);
8103         rcu_read_unlock();
8104
8105         if (likely(p)) {
8106                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
8107                         get_params(p, &attr);
8108                 retval = sched_setattr(p, &attr);
8109                 put_task_struct(p);
8110         }
8111
8112         return retval;
8113 }
8114
8115 /**
8116  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
8117  * @pid: the pid in question.
8118  *
8119  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
8120  * code.
8121  */
8122 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
8123 {
8124         struct task_struct *p;
8125         int retval;
8126
8127         if (pid < 0)
8128                 return -EINVAL;
8129
8130         retval = -ESRCH;
8131         rcu_read_lock();
8132         p = find_process_by_pid(pid);
8133         if (p) {
8134                 retval = security_task_getscheduler(p);
8135                 if (!retval)
8136                         retval = p->policy
8137                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
8138         }
8139         rcu_read_unlock();
8140         return retval;
8141 }
8142
8143 /**
8144  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
8145  * @pid: the pid in question.
8146  * @param: structure containing the RT priority.
8147  *
8148  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
8149  * code.
8150  */
8151 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
8152 {
8153         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
8154         struct task_struct *p;
8155         int retval;
8156
8157         if (!param || pid < 0)
8158                 return -EINVAL;
8159
8160         rcu_read_lock();
8161         p = find_process_by_pid(pid);
8162         retval = -ESRCH;
8163         if (!p)
8164                 goto out_unlock;
8165
8166         retval = security_task_getscheduler(p);
8167         if (retval)
8168                 goto out_unlock;
8169
8170         if (task_has_rt_policy(p))
8171                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
8172         rcu_read_unlock();
8173
8174         /*
8175          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
8176          */
8177         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
8178
8179         return retval;
8180
8181 out_unlock:
8182         rcu_read_unlock();
8183         return retval;
8184 }
8185
8186 /*
8187  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
8188  * than what user-space knows about) to user-space.
8189  *
8190  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
8191  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
8192  * have the same size.
8193  */
8194 static int
8195 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
8196                         struct sched_attr *kattr,
8197                         unsigned int usize)
8198 {
8199         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
8200
8201         if (!access_ok(uattr, usize))
8202                 return -EFAULT;
8203
8204         /*
8205          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
8206          *
8207          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
8208          *
8209          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
8210          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
8211          *
8212          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
8213          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
8214          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
8215          * which is set to ksize in this case.
8216          */
8217         kattr->size = min(usize, ksize);
8218
8219         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
8220                 return -EFAULT;
8221
8222         return 0;
8223 }
8224
8225 /**
8226  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
8227  * @pid: the pid in question.
8228  * @uattr: structure containing the extended parameters.
8229  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
8230  * @flags: for future extension.
8231  */
8232 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
8233                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
8234 {
8235         struct sched_attr kattr = { };
8236         struct task_struct *p;
8237         int retval;
8238
8239         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
8240             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
8241                 return -EINVAL;
8242
8243         rcu_read_lock();
8244         p = find_process_by_pid(pid);
8245         retval = -ESRCH;
8246         if (!p)
8247                 goto out_unlock;
8248
8249         retval = security_task_getscheduler(p);
8250         if (retval)
8251                 goto out_unlock;
8252
8253         kattr.sched_policy = p->policy;
8254         if (p->sched_reset_on_fork)
8255                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
8256         get_params(p, &kattr);
8257         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
8258
8259 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
8260         /*
8261          * This could race with another potential updater, but this is fine
8262          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
8263          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
8264          */
8265         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
8266         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
8267 #endif
8268
8269         rcu_read_unlock();
8270
8271         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
8272
8273 out_unlock:
8274         rcu_read_unlock();
8275         return retval;
8276 }
8277
8278 #ifdef CONFIG_SMP
8279 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8280 {
8281         int ret = 0;
8282
8283         /*
8284          * If the task isn't a deadline task or admission control is
8285          * disabled then we don't care about affinity changes.
8286          */
8287         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
8288                 return 0;
8289
8290         /*
8291          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
8292          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
8293          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
8294          * root_domain.
8295          */
8296         rcu_read_lock();
8297         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
8298                 ret = -EBUSY;
8299         rcu_read_unlock();
8300         return ret;
8301 }
8302 #endif
8303
8304 static int
8305 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
8306 {
8307         int retval;
8308         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
8309
8310         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
8311                 return -ENOMEM;
8312
8313         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
8314                 retval = -ENOMEM;
8315                 goto out_free_cpus_allowed;
8316         }
8317
8318         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8319         cpumask_and(new_mask, ctx->new_mask, cpus_allowed);
8320
8321         ctx->new_mask = new_mask;
8322         ctx->flags |= SCA_CHECK;
8323
8324         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
8325         if (retval)
8326                 goto out_free_new_mask;
8327
8328         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, ctx);
8329         if (retval)
8330                 goto out_free_new_mask;
8331
8332         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8333         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
8334                 /*
8335                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
8336                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
8337                  */
8338                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8339
8340                 /*
8341                  * If SCA_USER is set, a 2nd call to __set_cpus_allowed_ptr()
8342                  * will restore the previous user_cpus_ptr value.
8343                  *
8344                  * In the unlikely event a previous user_cpus_ptr exists,
8345                  * we need to further restrict the mask to what is allowed
8346                  * by that old user_cpus_ptr.
8347                  */
8348                 if (unlikely((ctx->flags & SCA_USER) && ctx->user_mask)) {
8349                         bool empty = !cpumask_and(new_mask, new_mask,
8350                                                   ctx->user_mask);
8351
8352                         if (WARN_ON_ONCE(empty))
8353                                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8354                 }
8355                 __set_cpus_allowed_ptr(p, ctx);
8356                 retval = -EINVAL;
8357         }
8358
8359 out_free_new_mask:
8360         free_cpumask_var(new_mask);
8361 out_free_cpus_allowed:
8362         free_cpumask_var(cpus_allowed);
8363         return retval;
8364 }
8365
8366 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
8367 {
8368         struct affinity_context ac;
8369         struct cpumask *user_mask;
8370         struct task_struct *p;
8371         int retval;
8372
8373         rcu_read_lock();
8374
8375         p = find_process_by_pid(pid);
8376         if (!p) {
8377                 rcu_read_unlock();
8378                 return -ESRCH;
8379         }
8380
8381         /* Prevent p going away */
8382         get_task_struct(p);
8383         rcu_read_unlock();
8384
8385         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8386                 retval = -EINVAL;
8387                 goto out_put_task;
8388         }
8389
8390         if (!check_same_owner(p)) {
8391                 rcu_read_lock();
8392                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
8393                         rcu_read_unlock();
8394                         retval = -EPERM;
8395                         goto out_put_task;
8396                 }
8397                 rcu_read_unlock();
8398         }
8399
8400         retval = security_task_setscheduler(p);
8401         if (retval)
8402                 goto out_put_task;
8403
8404         /*
8405          * With non-SMP configs, user_cpus_ptr/user_mask isn't used and
8406          * alloc_user_cpus_ptr() returns NULL.
8407          */
8408         user_mask = alloc_user_cpus_ptr(NUMA_NO_NODE);
8409         if (user_mask) {
8410                 cpumask_copy(user_mask, in_mask);
8411         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_SMP)) {
8412                 retval = -ENOMEM;
8413                 goto out_put_task;
8414         }
8415
8416         ac = (struct affinity_context){
8417                 .new_mask  = in_mask,
8418                 .user_mask = user_mask,
8419                 .flags     = SCA_USER,
8420         };
8421
8422         retval = __sched_setaffinity(p, &ac);
8423         kfree(ac.user_mask);
8424
8425 out_put_task:
8426         put_task_struct(p);
8427         return retval;
8428 }
8429
8430 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
8431                              struct cpumask *new_mask)
8432 {
8433         if (len < cpumask_size())
8434                 cpumask_clear(new_mask);
8435         else if (len > cpumask_size())
8436                 len = cpumask_size();
8437
8438         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
8439 }
8440
8441 /**
8442  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
8443  * @pid: pid of the process
8444  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8445  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
8446  *
8447  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8448  */
8449 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8450                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8451 {
8452         cpumask_var_t new_mask;
8453         int retval;
8454
8455         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
8456                 return -ENOMEM;
8457
8458         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
8459         if (retval == 0)
8460                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
8461         free_cpumask_var(new_mask);
8462         return retval;
8463 }
8464
8465 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
8466 {
8467         struct task_struct *p;
8468         unsigned long flags;
8469         int retval;
8470
8471         rcu_read_lock();
8472
8473         retval = -ESRCH;
8474         p = find_process_by_pid(pid);
8475         if (!p)
8476                 goto out_unlock;
8477
8478         retval = security_task_getscheduler(p);
8479         if (retval)
8480                 goto out_unlock;
8481
8482         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
8483         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
8484         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
8485
8486 out_unlock:
8487         rcu_read_unlock();
8488
8489         return retval;
8490 }
8491
8492 /**
8493  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8494  * @pid: pid of the process
8495  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8496  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8497  *
8498  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8499  * error code otherwise.
8500  */
8501 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8502                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8503 {
8504         int ret;
8505         cpumask_var_t mask;
8506
8507         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8508                 return -EINVAL;
8509         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8510                 return -EINVAL;
8511
8512         if (!zalloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8513                 return -ENOMEM;
8514
8515         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8516         if (ret == 0) {
8517                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8518
8519                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, cpumask_bits(mask), retlen))
8520                         ret = -EFAULT;
8521                 else
8522                         ret = retlen;
8523         }
8524         free_cpumask_var(mask);
8525
8526         return ret;
8527 }
8528
8529 static void do_sched_yield(void)
8530 {
8531         struct rq_flags rf;
8532         struct rq *rq;
8533
8534         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8535
8536         schedstat_inc(rq->yld_count);
8537         current->sched_class->yield_task(rq);
8538
8539         preempt_disable();
8540         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8541         sched_preempt_enable_no_resched();
8542
8543         schedule();
8544 }
8545
8546 /**
8547  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8548  *
8549  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8550  * other threads running on this CPU then this function will return.
8551  *
8552  * Return: 0.
8553  */
8554 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8555 {
8556         do_sched_yield();
8557         return 0;
8558 }
8559
8560 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8561 int __sched __cond_resched(void)
8562 {
8563         if (should_resched(0)) {
8564                 preempt_schedule_common();
8565                 return 1;
8566         }
8567         /*
8568          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8569          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8570          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8571          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8572          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8573          * processes executing in kernel context might never report an
8574          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8575          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8576          * is in urgent need of one.
8577          */
8578 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8579         rcu_all_qs();
8580 #endif
8581         return 0;
8582 }
8583 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8584 #endif
8585
8586 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8587 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8588 #define cond_resched_dynamic_enabled    __cond_resched
8589 #define cond_resched_dynamic_disabled   ((void *)&__static_call_return0)
8590 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8591 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8592
8593 #define might_resched_dynamic_enabled   __cond_resched
8594 #define might_resched_dynamic_disabled  ((void *)&__static_call_return0)
8595 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8596 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8597 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8598 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_cond_resched);
8599 int __sched dynamic_cond_resched(void)
8600 {
8601         klp_sched_try_switch();
8602         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_cond_resched))
8603                 return 0;
8604         return __cond_resched();
8605 }
8606 EXPORT_SYMBOL(dynamic_cond_resched);
8607
8608 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_might_resched);
8609 int __sched dynamic_might_resched(void)
8610 {
8611         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_might_resched))
8612                 return 0;
8613         return __cond_resched();
8614 }
8615 EXPORT_SYMBOL(dynamic_might_resched);
8616 #endif
8617 #endif
8618
8619 /*
8620  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8621  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8622  *
8623  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8624  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8625  * spin_unlock(), once by hand).
8626  */
8627 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8628 {
8629         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8630         int ret = 0;
8631
8632         lockdep_assert_held(lock);
8633
8634         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8635                 spin_unlock(lock);
8636                 if (!_cond_resched())
8637                         cpu_relax();
8638                 ret = 1;
8639                 spin_lock(lock);
8640         }
8641         return ret;
8642 }
8643 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8644
8645 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8646 {
8647         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8648         int ret = 0;
8649
8650         lockdep_assert_held_read(lock);
8651
8652         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8653                 read_unlock(lock);
8654                 if (!_cond_resched())
8655                         cpu_relax();
8656                 ret = 1;
8657                 read_lock(lock);
8658         }
8659         return ret;
8660 }
8661 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8662
8663 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8664 {
8665         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8666         int ret = 0;
8667
8668         lockdep_assert_held_write(lock);
8669
8670         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8671                 write_unlock(lock);
8672                 if (!_cond_resched())
8673                         cpu_relax();
8674                 ret = 1;
8675                 write_lock(lock);
8676         }
8677         return ret;
8678 }
8679 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8680
8681 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8682
8683 #ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
8684 #include <linux/entry-common.h>
8685 #endif
8686
8687 /*
8688  * SC:cond_resched
8689  * SC:might_resched
8690  * SC:preempt_schedule
8691  * SC:preempt_schedule_notrace
8692  * SC:irqentry_exit_cond_resched
8693  *
8694  *
8695  * NONE:
8696  *   cond_resched               <- __cond_resched
8697  *   might_resched              <- RET0
8698  *   preempt_schedule           <- NOP
8699  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8700  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8701  *
8702  * VOLUNTARY:
8703  *   cond_resched               <- __cond_resched
8704  *   might_resched              <- __cond_resched
8705  *   preempt_schedule           <- NOP
8706  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8707  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8708  *
8709  * FULL:
8710  *   cond_resched               <- RET0
8711  *   might_resched              <- RET0
8712  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
8713  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
8714  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
8715  */
8716
8717 enum {
8718         preempt_dynamic_undefined = -1,
8719         preempt_dynamic_none,
8720         preempt_dynamic_voluntary,
8721         preempt_dynamic_full,
8722 };
8723
8724 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_undefined;
8725
8726 int sched_dynamic_mode(const char *str)
8727 {
8728         if (!strcmp(str, "none"))
8729                 return preempt_dynamic_none;
8730
8731         if (!strcmp(str, "voluntary"))
8732                 return preempt_dynamic_voluntary;
8733
8734         if (!strcmp(str, "full"))
8735                 return preempt_dynamic_full;
8736
8737         return -EINVAL;
8738 }
8739
8740 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8741 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_call_update(f, f##_dynamic_enabled)
8742 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_call_update(f, f##_dynamic_disabled)
8743 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8744 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_key_enable(&sk_dynamic_##f.key)
8745 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_key_disable(&sk_dynamic_##f.key)
8746 #else
8747 #error "Unsupported PREEMPT_DYNAMIC mechanism"
8748 #endif
8749
8750 static DEFINE_MUTEX(sched_dynamic_mutex);
8751 static bool klp_override;
8752
8753 static void __sched_dynamic_update(int mode)
8754 {
8755         /*
8756          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
8757          * the ZERO state, which is invalid.
8758          */
8759         if (!klp_override)
8760                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8761         preempt_dynamic_enable(might_resched);
8762         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8763         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8764         preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8765
8766         switch (mode) {
8767         case preempt_dynamic_none:
8768                 if (!klp_override)
8769                         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8770                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8771                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8772                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8773                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8774                 if (mode != preempt_dynamic_mode)
8775                         pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
8776                 break;
8777
8778         case preempt_dynamic_voluntary:
8779                 if (!klp_override)
8780                         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8781                 preempt_dynamic_enable(might_resched);
8782                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8783                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8784                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8785                 if (mode != preempt_dynamic_mode)
8786                         pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
8787                 break;
8788
8789         case preempt_dynamic_full:
8790                 if (!klp_override)
8791                         preempt_dynamic_disable(cond_resched);
8792                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8793                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8794                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8795                 preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8796                 if (mode != preempt_dynamic_mode)
8797                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8798                 break;
8799         }
8800
8801         preempt_dynamic_mode = mode;
8802 }
8803
8804 void sched_dynamic_update(int mode)
8805 {
8806         mutex_lock(&sched_dynamic_mutex);
8807         __sched_dynamic_update(mode);
8808         mutex_unlock(&sched_dynamic_mutex);
8809 }
8810
8811 #ifdef CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL
8812
8813 static int klp_cond_resched(void)
8814 {
8815         __klp_sched_try_switch();
8816         return __cond_resched();
8817 }
8818
8819 void sched_dynamic_klp_enable(void)
8820 {
8821         mutex_lock(&sched_dynamic_mutex);
8822
8823         klp_override = true;
8824         static_call_update(cond_resched, klp_cond_resched);
8825
8826         mutex_unlock(&sched_dynamic_mutex);
8827 }
8828
8829 void sched_dynamic_klp_disable(void)
8830 {
8831         mutex_lock(&sched_dynamic_mutex);
8832
8833         klp_override = false;
8834         __sched_dynamic_update(preempt_dynamic_mode);
8835
8836         mutex_unlock(&sched_dynamic_mutex);
8837 }
8838
8839 #endif /* CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL */
8840
8841 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
8842 {
8843         int mode = sched_dynamic_mode(str);
8844         if (mode < 0) {
8845                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
8846                 return 0;
8847         }
8848
8849         sched_dynamic_update(mode);
8850         return 1;
8851 }
8852 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
8853
8854 static void __init preempt_dynamic_init(void)
8855 {
8856         if (preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined) {
8857                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_NONE)) {
8858                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_none);
8859                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY)) {
8860                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_voluntary);
8861                 } else {
8862                         /* Default static call setting, nothing to do */
8863                         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT));
8864                         preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
8865                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8866                 }
8867         }
8868 }
8869
8870 #define PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(mode) \
8871         bool preempt_model_##mode(void)                                          \
8872         {                                                                        \
8873                 WARN_ON_ONCE(preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined); \
8874                 return preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_##mode;           \
8875         }                                                                        \
8876         EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_model_##mode)
8877
8878 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(none);
8879 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(voluntary);
8880 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(full);
8881
8882 #else /* !CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8883
8884 static inline void preempt_dynamic_init(void) { }
8885
8886 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8887
8888 /**
8889  * yield - yield the current processor to other threads.
8890  *
8891  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8892  *
8893  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8894  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8895  * it, it's already broken.
8896  *
8897  * Typical broken usage is:
8898  *
8899  * while (!event)
8900  *      yield();
8901  *
8902  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8903  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8904  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8905  *
8906  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8907  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8908  * If you still want to use yield(), do not!
8909  */
8910 void __sched yield(void)
8911 {
8912         set_current_state(TASK_RUNNING);
8913         do_sched_yield();
8914 }
8915 EXPORT_SYMBOL(yield);
8916
8917 /**
8918  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8919  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8920  * processor it's on.
8921  * @p: target task
8922  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8923  *
8924  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8925  * can't go away on us before we can do any checks.
8926  *
8927  * Return:
8928  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8929  *      false (0) if we failed to boost the target.
8930  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8931  */
8932 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8933 {
8934         struct task_struct *curr = current;
8935         struct rq *rq, *p_rq;
8936         unsigned long flags;
8937         int yielded = 0;
8938
8939         local_irq_save(flags);
8940         rq = this_rq();
8941
8942 again:
8943         p_rq = task_rq(p);
8944         /*
8945          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8946          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8947          */
8948         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8949                 yielded = -ESRCH;
8950                 goto out_irq;
8951         }
8952
8953         double_rq_lock(rq, p_rq);
8954         if (task_rq(p) != p_rq) {
8955                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8956                 goto again;
8957         }
8958
8959         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8960                 goto out_unlock;
8961
8962         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8963                 goto out_unlock;
8964
8965         if (task_on_cpu(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8966                 goto out_unlock;
8967
8968         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8969         if (yielded) {
8970                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8971                 /*
8972                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8973                  * fairness.
8974                  */
8975                 if (preempt && rq != p_rq)
8976                         resched_curr(p_rq);
8977         }
8978
8979 out_unlock:
8980         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8981 out_irq:
8982         local_irq_restore(flags);
8983
8984         if (yielded > 0)
8985                 schedule();
8986
8987         return yielded;
8988 }
8989 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8990
8991 int io_schedule_prepare(void)
8992 {
8993         int old_iowait = current->in_iowait;
8994
8995         current->in_iowait = 1;
8996         blk_flush_plug(current->plug, true);
8997         return old_iowait;
8998 }
8999
9000 void io_schedule_finish(int token)
9001 {
9002         current->in_iowait = token;
9003 }
9004
9005 /*
9006  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
9007  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
9008  */
9009 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
9010 {
9011         int token;
9012         long ret;
9013
9014         token = io_schedule_prepare();
9015         ret = schedule_timeout(timeout);
9016         io_schedule_finish(token);
9017
9018         return ret;
9019 }
9020 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
9021
9022 void __sched io_schedule(void)
9023 {
9024         int token;
9025
9026         token = io_schedule_prepare();
9027         schedule();
9028         io_schedule_finish(token);
9029 }
9030 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
9031
9032 /**
9033  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
9034  * @policy: scheduling class.
9035  *
9036  * Return: On success, this syscall returns the maximum
9037  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
9038  * On failure, a negative error code is returned.
9039  */
9040 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
9041 {
9042         int ret = -EINVAL;
9043
9044         switch (policy) {
9045         case SCHED_FIFO:
9046         case SCHED_RR:
9047                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
9048                 break;
9049         case SCHED_DEADLINE:
9050         case SCHED_NORMAL:
9051         case SCHED_BATCH:
9052         case SCHED_IDLE:
9053                 ret = 0;
9054                 break;
9055         }
9056         return ret;
9057 }
9058
9059 /**
9060  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
9061  * @policy: scheduling class.
9062  *
9063  * Return: On success, this syscall returns the minimum
9064  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
9065  * On failure, a negative error code is returned.
9066  */
9067 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
9068 {
9069         int ret = -EINVAL;
9070
9071         switch (policy) {
9072         case SCHED_FIFO:
9073         case SCHED_RR:
9074                 ret = 1;
9075                 break;
9076         case SCHED_DEADLINE:
9077         case SCHED_NORMAL:
9078         case SCHED_BATCH:
9079         case SCHED_IDLE:
9080                 ret = 0;
9081         }
9082         return ret;
9083 }
9084
9085 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
9086 {
9087         struct task_struct *p;
9088         unsigned int time_slice;
9089         struct rq_flags rf;
9090         struct rq *rq;
9091         int retval;
9092
9093         if (pid < 0)
9094                 return -EINVAL;
9095
9096         retval = -ESRCH;
9097         rcu_read_lock();
9098         p = find_process_by_pid(pid);
9099         if (!p)
9100                 goto out_unlock;
9101
9102         retval = security_task_getscheduler(p);
9103         if (retval)
9104                 goto out_unlock;
9105
9106         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9107         time_slice = 0;
9108         if (p->sched_class->get_rr_interval)
9109                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
9110         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9111
9112         rcu_read_unlock();
9113         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
9114         return 0;
9115
9116 out_unlock:
9117         rcu_read_unlock();
9118         return retval;
9119 }
9120
9121 /**
9122  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
9123  * @pid: pid of the process.
9124  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
9125  *
9126  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
9127  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
9128  *
9129  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
9130  * an error code.
9131  */
9132 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
9133                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
9134 {
9135         struct timespec64 t;
9136         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
9137
9138         if (retval == 0)
9139                 retval = put_timespec64(&t, interval);
9140
9141         return retval;
9142 }
9143
9144 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
9145 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
9146                 struct old_timespec32 __user *, interval)
9147 {
9148         struct timespec64 t;
9149         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
9150
9151         if (retval == 0)
9152                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
9153         return retval;
9154 }
9155 #endif
9156
9157 void sched_show_task(struct task_struct *p)
9158 {
9159         unsigned long free = 0;
9160         int ppid;
9161
9162         if (!try_get_task_stack(p))
9163                 return;
9164
9165         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
9166
9167         if (task_is_running(p))
9168                 pr_cont("  running task    ");
9169 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
9170         free = stack_not_used(p);
9171 #endif
9172         ppid = 0;
9173         rcu_read_lock();
9174         if (pid_alive(p))
9175                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
9176         rcu_read_unlock();
9177         pr_cont(" stack:%-5lu pid:%-5d ppid:%-6d flags:0x%08lx\n",
9178                 free, task_pid_nr(p), ppid,
9179                 read_task_thread_flags(p));
9180
9181         print_worker_info(KERN_INFO, p);
9182         print_stop_info(KERN_INFO, p);
9183         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
9184         put_task_stack(p);
9185 }
9186 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
9187
9188 static inline bool
9189 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
9190 {
9191         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
9192
9193         /* no filter, everything matches */
9194         if (!state_filter)
9195                 return true;
9196
9197         /* filter, but doesn't match */
9198         if (!(state & state_filter))
9199                 return false;
9200
9201         /*
9202          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
9203          * TASK_KILLABLE).
9204          */
9205         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && (state & TASK_NOLOAD))
9206                 return false;
9207
9208         return true;
9209 }
9210
9211
9212 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
9213 {
9214         struct task_struct *g, *p;
9215
9216         rcu_read_lock();
9217         for_each_process_thread(g, p) {
9218                 /*
9219                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
9220                  * console might take a lot of time:
9221                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
9222                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
9223                  * an IPI.
9224                  */
9225                 touch_nmi_watchdog();
9226                 touch_all_softlockup_watchdogs();
9227                 if (state_filter_match(state_filter, p))
9228                         sched_show_task(p);
9229         }
9230
9231 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9232         if (!state_filter)
9233                 sysrq_sched_debug_show();
9234 #endif
9235         rcu_read_unlock();
9236         /*
9237          * Only show locks if all tasks are dumped:
9238          */
9239         if (!state_filter)
9240                 debug_show_all_locks();
9241 }
9242
9243 /**
9244  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
9245  * @idle: task in question
9246  * @cpu: CPU the idle task belongs to
9247  *
9248  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
9249  * flag, to make booting more robust.
9250  */
9251 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
9252 {
9253 #ifdef CONFIG_SMP
9254         struct affinity_context ac = (struct affinity_context) {
9255                 .new_mask  = cpumask_of(cpu),
9256                 .flags     = 0,
9257         };
9258 #endif
9259         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9260         unsigned long flags;
9261
9262         __sched_fork(0, idle);
9263
9264         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
9265         raw_spin_rq_lock(rq);
9266
9267         idle->__state = TASK_RUNNING;
9268         idle->se.exec_start = sched_clock();
9269         /*
9270          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
9271          * look like a proper per-CPU kthread.
9272          */
9273         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
9274         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
9275
9276 #ifdef CONFIG_SMP
9277         /*
9278          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
9279          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
9280          *
9281          * And since this is boot we can forgo the serialization.
9282          */
9283         set_cpus_allowed_common(idle, &ac);
9284 #endif
9285         /*
9286          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
9287          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
9288          * lockdep check in task_group() will fail.
9289          *
9290          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
9291          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
9292          *
9293          * Silence PROVE_RCU
9294          */
9295         rcu_read_lock();
9296         __set_task_cpu(idle, cpu);
9297         rcu_read_unlock();
9298
9299         rq->idle = idle;
9300         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
9301         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
9302 #ifdef CONFIG_SMP
9303         idle->on_cpu = 1;
9304 #endif
9305         raw_spin_rq_unlock(rq);
9306         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
9307
9308         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
9309         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
9310
9311         /*
9312          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
9313          */
9314         idle->sched_class = &idle_sched_class;
9315         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
9316         vtime_init_idle(idle, cpu);
9317 #ifdef CONFIG_SMP
9318         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
9319 #endif
9320 }
9321
9322 #ifdef CONFIG_SMP
9323
9324 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
9325                               const struct cpumask *trial)
9326 {
9327         int ret = 1;
9328
9329         if (cpumask_empty(cur))
9330                 return ret;
9331
9332         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
9333
9334         return ret;
9335 }
9336
9337 int task_can_attach(struct task_struct *p)
9338 {
9339         int ret = 0;
9340
9341         /*
9342          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
9343          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
9344          * affinity and isolating such threads by their set of
9345          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
9346          * applicable for such threads.  This prevents checking for
9347          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
9348          * before cpus_mask may be changed.
9349          */
9350         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)
9351                 ret = -EINVAL;
9352
9353         return ret;
9354 }
9355
9356 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
9357
9358 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9359 /* Migrate current task p to target_cpu */
9360 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
9361 {
9362         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
9363         int curr_cpu = task_cpu(p);
9364
9365         if (curr_cpu == target_cpu)
9366                 return 0;
9367
9368         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
9369                 return -EINVAL;
9370
9371         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
9372
9373         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
9374         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
9375 }
9376
9377 /*
9378  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
9379  * tasks on the runqueues
9380  */
9381 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
9382 {
9383         bool queued, running;
9384         struct rq_flags rf;
9385         struct rq *rq;
9386
9387         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9388         queued = task_on_rq_queued(p);
9389         running = task_current(rq, p);
9390
9391         if (queued)
9392                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
9393         if (running)
9394                 put_prev_task(rq, p);
9395
9396         p->numa_preferred_nid = nid;
9397
9398         if (queued)
9399                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
9400         if (running)
9401                 set_next_task(rq, p);
9402         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9403 }
9404 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9405
9406 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9407 /*
9408  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
9409  * offline.
9410  */
9411 void idle_task_exit(void)
9412 {
9413         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
9414
9415         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
9416         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
9417
9418         if (mm != &init_mm) {
9419                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
9420                 finish_arch_post_lock_switch();
9421         }
9422
9423         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
9424 }
9425
9426 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
9427 {
9428         struct task_struct *p = arg;
9429         struct rq *rq = this_rq();
9430         struct rq_flags rf;
9431         int cpu;
9432
9433         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
9434         rq_lock(rq, &rf);
9435
9436         update_rq_clock(rq);
9437
9438         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
9439                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
9440                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
9441         }
9442
9443         rq_unlock(rq, &rf);
9444         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
9445
9446         put_task_struct(p);
9447
9448         return 0;
9449 }
9450
9451 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
9452
9453 /*
9454  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
9455  *
9456  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
9457  * effective when the hotplug motion is down.
9458  */
9459 static void balance_push(struct rq *rq)
9460 {
9461         struct task_struct *push_task = rq->curr;
9462
9463         lockdep_assert_rq_held(rq);
9464
9465         /*
9466          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
9467          */
9468         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9469
9470         /*
9471          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
9472          * CPU.
9473          */
9474         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
9475                 return;
9476
9477         /*
9478          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
9479          * required to complete the hotplug process.
9480          */
9481         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
9482             is_migration_disabled(push_task)) {
9483
9484                 /*
9485                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
9486                  * up the hotplug control thread which might wait for the
9487                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
9488                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
9489                  * and can't obviously be running in parallel.
9490                  *
9491                  * On RT kernels this also has to check whether there are
9492                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
9493                  * need to leave the migrate disabled section first.
9494                  */
9495                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
9496                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
9497                         raw_spin_rq_unlock(rq);
9498                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
9499                         raw_spin_rq_lock(rq);
9500                 }
9501                 return;
9502         }
9503
9504         get_task_struct(push_task);
9505         /*
9506          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
9507          * Both preemption and IRQs are still disabled.
9508          */
9509         raw_spin_rq_unlock(rq);
9510         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
9511                             this_cpu_ptr(&push_work));
9512         /*
9513          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
9514          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
9515          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
9516          */
9517         raw_spin_rq_lock(rq);
9518 }
9519
9520 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
9521 {
9522         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9523         struct rq_flags rf;
9524
9525         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9526         if (on) {
9527                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
9528                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9529         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
9530                 rq->balance_callback = NULL;
9531         }
9532         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9533 }
9534
9535 /*
9536  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
9537  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
9538  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
9539  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
9540  */
9541 static void balance_hotplug_wait(void)
9542 {
9543         struct rq *rq = this_rq();
9544
9545         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
9546                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
9547                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
9548 }
9549
9550 #else
9551
9552 static inline void balance_push(struct rq *rq)
9553 {
9554 }
9555
9556 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
9557 {
9558 }
9559
9560 static inline void balance_hotplug_wait(void)
9561 {
9562 }
9563
9564 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
9565
9566 void set_rq_online(struct rq *rq)
9567 {
9568         if (!rq->online) {
9569                 const struct sched_class *class;
9570
9571                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9572                 rq->online = 1;
9573
9574                 for_each_class(class) {
9575                         if (class->rq_online)
9576                                 class->rq_online(rq);
9577                 }
9578         }
9579 }
9580
9581 void set_rq_offline(struct rq *rq)
9582 {
9583         if (rq->online) {
9584                 const struct sched_class *class;
9585
9586                 update_rq_clock(rq);
9587                 for_each_class(class) {
9588                         if (class->rq_offline)
9589                                 class->rq_offline(rq);
9590                 }
9591
9592                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9593                 rq->online = 0;
9594         }
9595 }
9596
9597 /*
9598  * used to mark begin/end of suspend/resume:
9599  */
9600 static int num_cpus_frozen;
9601
9602 /*
9603  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
9604  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
9605  * around partition_sched_domains().
9606  *
9607  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
9608  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
9609  */
9610 static void cpuset_cpu_active(void)
9611 {
9612         if (cpuhp_tasks_frozen) {
9613                 /*
9614                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
9615                  * resume sequence. As long as this is not the last online
9616                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
9617                  * domain, ignoring cpusets.
9618                  */
9619                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9620                 if (--num_cpus_frozen)
9621                         return;
9622                 /*
9623                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
9624                  * restore the original sched domains by considering the
9625                  * cpuset configurations.
9626                  */
9627                 cpuset_force_rebuild();
9628         }
9629         cpuset_update_active_cpus();
9630 }
9631
9632 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
9633 {
9634         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
9635                 int ret = dl_bw_check_overflow(cpu);
9636
9637                 if (ret)
9638                         return ret;
9639                 cpuset_update_active_cpus();
9640         } else {
9641                 num_cpus_frozen++;
9642                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9643         }
9644         return 0;
9645 }
9646
9647 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
9648 {
9649         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9650         struct rq_flags rf;
9651
9652         /*
9653          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
9654          * regular tasks.
9655          */
9656         balance_push_set(cpu, false);
9657
9658 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9659         /*
9660          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
9661          */
9662         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9663                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
9664 #endif
9665         set_cpu_active(cpu, true);
9666
9667         if (sched_smp_initialized) {
9668                 sched_update_numa(cpu, true);
9669                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
9670                 cpuset_cpu_active();
9671         }
9672
9673         /*
9674          * Put the rq online, if not already. This happens:
9675          *
9676          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
9677          *    after all CPUs have been brought up.
9678          *
9679          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
9680          *    domains.
9681          */
9682         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9683         if (rq->rd) {
9684                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9685                 set_rq_online(rq);
9686         }
9687         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9688
9689         return 0;
9690 }
9691
9692 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
9693 {
9694         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9695         struct rq_flags rf;
9696         int ret;
9697
9698         /*
9699          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
9700          * load balancing when not active
9701          */
9702         nohz_balance_exit_idle(rq);
9703
9704         set_cpu_active(cpu, false);
9705
9706         /*
9707          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9708          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9709          * push those tasks away until this gets cleared, see
9710          * sched_cpu_dying().
9711          */
9712         balance_push_set(cpu, true);
9713
9714         /*
9715          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9716          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9717          * all new such users will observe it.
9718          *
9719          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9720          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9721          *
9722          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9723          */
9724         synchronize_rcu();
9725
9726         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9727         if (rq->rd) {
9728                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9729                 set_rq_offline(rq);
9730         }
9731         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9732
9733 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9734         /*
9735          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9736          */
9737         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9738                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9739
9740         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9741 #endif
9742
9743         if (!sched_smp_initialized)
9744                 return 0;
9745
9746         sched_update_numa(cpu, false);
9747         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9748         if (ret) {
9749                 balance_push_set(cpu, false);
9750                 set_cpu_active(cpu, true);
9751                 sched_update_numa(cpu, true);
9752                 return ret;
9753         }
9754         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9755         return 0;
9756 }
9757
9758 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9759 {
9760         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9761
9762         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9763         update_max_interval();
9764 }
9765
9766 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9767 {
9768         sched_core_cpu_starting(cpu);
9769         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9770         sched_tick_start(cpu);
9771         return 0;
9772 }
9773
9774 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9775
9776 /*
9777  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9778  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9779  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9780  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9781  * any of those which might be on the way out are gone.
9782  *
9783  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9784  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9785  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9786  */
9787 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9788 {
9789         balance_hotplug_wait();
9790         return 0;
9791 }
9792
9793 /*
9794  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9795  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9796  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9797  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9798  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9799  *
9800  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9801  */
9802 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9803 {
9804         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9805
9806         if (delta)
9807                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9808 }
9809
9810 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9811 {
9812         struct task_struct *g, *p;
9813         int cpu = cpu_of(rq);
9814
9815         lockdep_assert_rq_held(rq);
9816
9817         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9818         for_each_process_thread(g, p) {
9819                 if (task_cpu(p) != cpu)
9820                         continue;
9821
9822                 if (!task_on_rq_queued(p))
9823                         continue;
9824
9825                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9826         }
9827 }
9828
9829 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9830 {
9831         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9832         struct rq_flags rf;
9833
9834         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9835         sched_tick_stop(cpu);
9836
9837         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9838         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9839                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9840                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9841         }
9842         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9843
9844         calc_load_migrate(rq);
9845         update_max_interval();
9846         hrtick_clear(rq);
9847         sched_core_cpu_dying(cpu);
9848         return 0;
9849 }
9850 #endif
9851
9852 void __init sched_init_smp(void)
9853 {
9854         sched_init_numa(NUMA_NO_NODE);
9855
9856         /*
9857          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9858          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9859          * happen.
9860          */
9861         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9862         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9863         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9864
9865         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9866         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN)) < 0)
9867                 BUG();
9868         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9869         sched_init_granularity();
9870
9871         init_sched_rt_class();
9872         init_sched_dl_class();
9873
9874         sched_smp_initialized = true;
9875 }
9876
9877 static int __init migration_init(void)
9878 {
9879         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9880         return 0;
9881 }
9882 early_initcall(migration_init);
9883
9884 #else
9885 void __init sched_init_smp(void)
9886 {
9887         sched_init_granularity();
9888 }
9889 #endif /* CONFIG_SMP */
9890
9891 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9892 {
9893         return in_lock_functions(addr) ||
9894                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9895                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9896 }
9897
9898 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9899 /*
9900  * Default task group.
9901  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9902  */
9903 struct task_group root_task_group;
9904 LIST_HEAD(task_groups);
9905
9906 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9907 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9908 #endif
9909
9910 void __init sched_init(void)
9911 {
9912         unsigned long ptr = 0;
9913         int i;
9914
9915         /* Make sure the linker didn't screw up */
9916         BUG_ON(&idle_sched_class != &fair_sched_class + 1 ||
9917                &fair_sched_class != &rt_sched_class + 1 ||
9918                &rt_sched_class   != &dl_sched_class + 1);
9919 #ifdef CONFIG_SMP
9920         BUG_ON(&dl_sched_class != &stop_sched_class + 1);
9921 #endif
9922
9923         wait_bit_init();
9924
9925 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9926         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9927 #endif
9928 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9929         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9930 #endif
9931         if (ptr) {
9932                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9933
9934 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9935                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9936                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9937
9938                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9939                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9940
9941                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9942                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9943 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9944 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9945                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9946                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9947
9948                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9949                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9950
9951 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9952         }
9953
9954         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9955
9956 #ifdef CONFIG_SMP
9957         init_defrootdomain();
9958 #endif
9959
9960 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9961         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9962                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9963 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9964
9965 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9966         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9967
9968         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9969         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9970         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9971         autogroup_init(&init_task);
9972 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9973
9974         for_each_possible_cpu(i) {
9975                 struct rq *rq;
9976
9977                 rq = cpu_rq(i);
9978                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9979                 rq->nr_running = 0;
9980                 rq->calc_load_active = 0;
9981                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9982                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9983                 init_rt_rq(&rq->rt);
9984                 init_dl_rq(&rq->dl);
9985 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9986                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9987                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9988                 /*
9989                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9990                  *
9991                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9992                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9993                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9994                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9995                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9996                  * (se->load.weight).
9997                  *
9998                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9999                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
10000                  * then A0's share of the CPU resource is:
10001                  *
10002                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
10003                  *
10004                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
10005                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
10006                  */
10007                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
10008 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10009
10010                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
10011 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10012                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
10013 #endif
10014 #ifdef CONFIG_SMP
10015                 rq->sd = NULL;
10016                 rq->rd = NULL;
10017                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
10018                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
10019                 rq->active_balance = 0;
10020                 rq->next_balance = jiffies;
10021                 rq->push_cpu = 0;
10022                 rq->cpu = i;
10023                 rq->online = 0;
10024                 rq->idle_stamp = 0;
10025                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
10026                 rq->wake_stamp = jiffies;
10027                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
10028                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
10029
10030                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
10031
10032                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
10033 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10034                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
10035                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
10036
10037                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
10038 #endif
10039 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
10040                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
10041 #endif
10042 #endif /* CONFIG_SMP */
10043                 hrtick_rq_init(rq);
10044                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
10045
10046 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
10047                 rq->core = rq;
10048                 rq->core_pick = NULL;
10049                 rq->core_enabled = 0;
10050                 rq->core_tree = RB_ROOT;
10051                 rq->core_forceidle_count = 0;
10052                 rq->core_forceidle_occupation = 0;
10053                 rq->core_forceidle_start = 0;
10054
10055                 rq->core_cookie = 0UL;
10056 #endif
10057                 zalloc_cpumask_var_node(&rq->scratch_mask, GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10058         }
10059
10060         set_load_weight(&init_task, false);
10061
10062         /*
10063          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
10064          */
10065         mmgrab_lazy_tlb(&init_mm);
10066         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
10067
10068         /*
10069          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
10070          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
10071          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
10072          * kthreads.
10073          */
10074         WARN_ON(!set_kthread_struct(current));
10075
10076         /*
10077          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
10078          * called from this thread, however somewhere below it might be,
10079          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
10080          * when this runqueue becomes "idle".
10081          */
10082         init_idle(current, smp_processor_id());
10083
10084         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
10085
10086 #ifdef CONFIG_SMP
10087         idle_thread_set_boot_cpu();
10088         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
10089 #endif
10090         init_sched_fair_class();
10091
10092         psi_init();
10093
10094         init_uclamp();
10095
10096         preempt_dynamic_init();
10097
10098         scheduler_running = 1;
10099 }
10100
10101 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
10102
10103 void __might_sleep(const char *file, int line)
10104 {
10105         unsigned int state = get_current_state();
10106         /*
10107          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
10108          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
10109          * otherwise we will destroy state.
10110          */
10111         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
10112                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
10113                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
10114                         (void *)current->task_state_change,
10115                         (void *)current->task_state_change);
10116
10117         __might_resched(file, line, 0);
10118 }
10119 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
10120
10121 static void print_preempt_disable_ip(int preempt_offset, unsigned long ip)
10122 {
10123         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT))
10124                 return;
10125
10126         if (preempt_count() == preempt_offset)
10127                 return;
10128
10129         pr_err("Preemption disabled at:");
10130         print_ip_sym(KERN_ERR, ip);
10131 }
10132
10133 static inline bool resched_offsets_ok(unsigned int offsets)
10134 {
10135         unsigned int nested = preempt_count();
10136
10137         nested += rcu_preempt_depth() << MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT;
10138
10139         return nested == offsets;
10140 }
10141
10142 void __might_resched(const char *file, int line, unsigned int offsets)
10143 {
10144         /* Ratelimiting timestamp: */
10145         static unsigned long prev_jiffy;
10146
10147         unsigned long preempt_disable_ip;
10148
10149         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
10150         rcu_sleep_check();
10151
10152         if ((resched_offsets_ok(offsets) && !irqs_disabled() &&
10153              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
10154             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
10155             oops_in_progress)
10156                 return;
10157
10158         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10159                 return;
10160         prev_jiffy = jiffies;
10161
10162         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
10163         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
10164
10165         pr_err("BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
10166                file, line);
10167         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
10168                in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
10169                current->pid, current->comm);
10170         pr_err("preempt_count: %x, expected: %x\n", preempt_count(),
10171                offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK);
10172
10173         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) {
10174                 pr_err("RCU nest depth: %d, expected: %u\n",
10175                        rcu_preempt_depth(), offsets >> MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT);
10176         }
10177
10178         if (task_stack_end_corrupted(current))
10179                 pr_emerg("Thread overran stack, or stack corrupted\n");
10180
10181         debug_show_held_locks(current);
10182         if (irqs_disabled())
10183                 print_irqtrace_events(current);
10184
10185         print_preempt_disable_ip(offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK,
10186                                  preempt_disable_ip);
10187
10188         dump_stack();
10189         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10190 }
10191 EXPORT_SYMBOL(__might_resched);
10192
10193 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
10194 {
10195         static unsigned long prev_jiffy;
10196
10197         if (irqs_disabled())
10198                 return;
10199
10200         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
10201                 return;
10202
10203         if (preempt_count() > preempt_offset)
10204                 return;
10205
10206         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10207                 return;
10208         prev_jiffy = jiffies;
10209
10210         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
10211         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
10212                         in_atomic(), irqs_disabled(),
10213                         current->pid, current->comm);
10214
10215         debug_show_held_locks(current);
10216         dump_stack();
10217         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10218 }
10219 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
10220
10221 #ifdef CONFIG_SMP
10222 void __cant_migrate(const char *file, int line)
10223 {
10224         static unsigned long prev_jiffy;
10225
10226         if (irqs_disabled())
10227                 return;
10228
10229         if (is_migration_disabled(current))
10230                 return;
10231
10232         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
10233                 return;
10234
10235         if (preempt_count() > 0)
10236                 return;
10237
10238         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10239                 return;
10240         prev_jiffy = jiffies;
10241
10242         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
10243         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
10244                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
10245                current->pid, current->comm);
10246
10247         debug_show_held_locks(current);
10248         dump_stack();
10249         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10250 }
10251 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
10252 #endif
10253 #endif
10254
10255 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
10256 void normalize_rt_tasks(void)
10257 {
10258         struct task_struct *g, *p;
10259         struct sched_attr attr = {
10260                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
10261         };
10262
10263         read_lock(&tasklist_lock);
10264         for_each_process_thread(g, p) {
10265                 /*
10266                  * Only normalize user tasks:
10267                  */
10268                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
10269                         continue;
10270
10271                 p->se.exec_start = 0;
10272                 schedstat_set(p->stats.wait_start,  0);
10273                 schedstat_set(p->stats.sleep_start, 0);
10274                 schedstat_set(p->stats.block_start, 0);
10275
10276                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
10277                         /*
10278                          * Renice negative nice level userspace
10279                          * tasks back to 0:
10280                          */
10281                         if (task_nice(p) < 0)
10282                                 set_user_nice(p, 0);
10283                         continue;
10284                 }
10285
10286                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
10287         }
10288         read_unlock(&tasklist_lock);
10289 }
10290
10291 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
10292
10293 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
10294 /*
10295  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
10296  *
10297  * They can only be called when the whole system has been
10298  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
10299  * activity can take place. Using them for anything else would
10300  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
10301  * under any other configuration.
10302  */
10303
10304 /**
10305  * curr_task - return the current task for a given CPU.
10306  * @cpu: the processor in question.
10307  *
10308  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10309  *
10310  * Return: The current task for @cpu.
10311  */
10312 struct task_struct *curr_task(int cpu)
10313 {
10314         return cpu_curr(cpu);
10315 }
10316
10317 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
10318
10319 #ifdef CONFIG_IA64
10320 /**
10321  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
10322  * @cpu: the processor in question.
10323  * @p: the task pointer to set.
10324  *
10325  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
10326  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
10327  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
10328  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
10329  * and caller must save the original value of the current task (see
10330  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
10331  * re-starting the system.
10332  *
10333  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10334  */
10335 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
10336 {
10337         cpu_curr(cpu) = p;
10338 }
10339
10340 #endif
10341
10342 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
10343 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
10344 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
10345
10346 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
10347                                             struct task_group *parent)
10348 {
10349 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10350         enum uclamp_id clamp_id;
10351
10352         for_each_clamp_id(clamp_id) {
10353                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
10354                               uclamp_none(clamp_id), false);
10355                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
10356         }
10357 #endif
10358 }
10359
10360 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
10361 {
10362         free_fair_sched_group(tg);
10363         free_rt_sched_group(tg);
10364         autogroup_free(tg);
10365         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
10366 }
10367
10368 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rcu)
10369 {
10370         sched_free_group(container_of(rcu, struct task_group, rcu));
10371 }
10372
10373 static void sched_unregister_group(struct task_group *tg)
10374 {
10375         unregister_fair_sched_group(tg);
10376         unregister_rt_sched_group(tg);
10377         /*
10378          * We have to wait for yet another RCU grace period to expire, as
10379          * print_cfs_stats() might run concurrently.
10380          */
10381         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
10382 }
10383
10384 /* allocate runqueue etc for a new task group */
10385 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
10386 {
10387         struct task_group *tg;
10388
10389         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
10390         if (!tg)
10391                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10392
10393         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
10394                 goto err;
10395
10396         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
10397                 goto err;
10398
10399         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
10400
10401         return tg;
10402
10403 err:
10404         sched_free_group(tg);
10405         return ERR_PTR(-ENOMEM);
10406 }
10407
10408 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10409 {
10410         unsigned long flags;
10411
10412         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10413         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
10414
10415         /* Root should already exist: */
10416         WARN_ON(!parent);
10417
10418         tg->parent = parent;
10419         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
10420         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
10421         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10422
10423         online_fair_sched_group(tg);
10424 }
10425
10426 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
10427 static void sched_unregister_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
10428 {
10429         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
10430         sched_unregister_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
10431 }
10432
10433 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
10434 {
10435         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
10436         call_rcu(&tg->rcu, sched_unregister_group_rcu);
10437 }
10438
10439 void sched_release_group(struct task_group *tg)
10440 {
10441         unsigned long flags;
10442
10443         /*
10444          * Unlink first, to avoid walk_tg_tree_from() from finding us (via
10445          * sched_cfs_period_timer()).
10446          *
10447          * For this to be effective, we have to wait for all pending users of
10448          * this task group to leave their RCU critical section to ensure no new
10449          * user will see our dying task group any more. Specifically ensure
10450          * that tg_unthrottle_up() won't add decayed cfs_rq's to it.
10451          *
10452          * We therefore defer calling unregister_fair_sched_group() to
10453          * sched_unregister_group() which is guarantied to get called only after the
10454          * current RCU grace period has expired.
10455          */
10456         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10457         list_del_rcu(&tg->list);
10458         list_del_rcu(&tg->siblings);
10459         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10460 }
10461
10462 static struct task_group *sched_get_task_group(struct task_struct *tsk)
10463 {
10464         struct task_group *tg;
10465
10466         /*
10467          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
10468          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
10469          * to prevent lockdep warnings.
10470          */
10471         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
10472                           struct task_group, css);
10473         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
10474
10475         return tg;
10476 }
10477
10478 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, struct task_group *group)
10479 {
10480         tsk->sched_task_group = group;
10481
10482 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10483         if (tsk->sched_class->task_change_group)
10484                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk);
10485         else
10486 #endif
10487                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
10488 }
10489
10490 /*
10491  * Change task's runqueue when it moves between groups.
10492  *
10493  * The caller of this function should have put the task in its new group by
10494  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
10495  * its new group.
10496  */
10497 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
10498 {
10499         int queued, running, queue_flags =
10500                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
10501         struct task_group *group;
10502         struct rq_flags rf;
10503         struct rq *rq;
10504
10505         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
10506         /*
10507          * Esp. with SCHED_AUTOGROUP enabled it is possible to get superfluous
10508          * group changes.
10509          */
10510         group = sched_get_task_group(tsk);
10511         if (group == tsk->sched_task_group)
10512                 goto unlock;
10513
10514         update_rq_clock(rq);
10515
10516         running = task_current(rq, tsk);
10517         queued = task_on_rq_queued(tsk);
10518
10519         if (queued)
10520                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
10521         if (running)
10522                 put_prev_task(rq, tsk);
10523
10524         sched_change_group(tsk, group);
10525
10526         if (queued)
10527                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
10528         if (running) {
10529                 set_next_task(rq, tsk);
10530                 /*
10531                  * After changing group, the running task may have joined a
10532                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
10533                  * resched to make sure that task can still run.
10534                  */
10535                 resched_curr(rq);
10536         }
10537
10538 unlock:
10539         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
10540 }
10541
10542 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
10543 {
10544         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
10545 }
10546
10547 static struct cgroup_subsys_state *
10548 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
10549 {
10550         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
10551         struct task_group *tg;
10552
10553         if (!parent) {
10554                 /* This is early initialization for the top cgroup */
10555                 return &root_task_group.css;
10556         }
10557
10558         tg = sched_create_group(parent);
10559         if (IS_ERR(tg))
10560                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10561
10562         return &tg->css;
10563 }
10564
10565 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
10566 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
10567 {
10568         struct task_group *tg = css_tg(css);
10569         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
10570
10571         if (parent)
10572                 sched_online_group(tg, parent);
10573
10574 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10575         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
10576         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10577         rcu_read_lock();
10578         cpu_util_update_eff(css);
10579         rcu_read_unlock();
10580         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10581 #endif
10582
10583         return 0;
10584 }
10585
10586 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
10587 {
10588         struct task_group *tg = css_tg(css);
10589
10590         sched_release_group(tg);
10591 }
10592
10593 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
10594 {
10595         struct task_group *tg = css_tg(css);
10596
10597         /*
10598          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
10599          */
10600         sched_unregister_group(tg);
10601 }
10602
10603 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10604 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10605 {
10606         struct task_struct *task;
10607         struct cgroup_subsys_state *css;
10608
10609         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
10610                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
10611                         return -EINVAL;
10612         }
10613         return 0;
10614 }
10615 #endif
10616
10617 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10618 {
10619         struct task_struct *task;
10620         struct cgroup_subsys_state *css;
10621
10622         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
10623                 sched_move_task(task);
10624 }
10625
10626 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10627 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
10628 {
10629         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
10630         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
10631         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
10632         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
10633         enum uclamp_id clamp_id;
10634         unsigned int clamps;
10635
10636         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
10637         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
10638
10639         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
10640                 uc_parent = css_tg(css)->parent
10641                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
10642
10643                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10644                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
10645                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
10646                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
10647                         if (uc_parent &&
10648                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
10649                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
10650                         }
10651                 }
10652                 /* Ensure protection is always capped by limit */
10653                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
10654
10655                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
10656                 clamps = 0x0;
10657                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
10658                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10659                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
10660                                 continue;
10661                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
10662                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
10663                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
10664                 }
10665                 if (!clamps) {
10666                         css = css_rightmost_descendant(css);
10667                         continue;
10668                 }
10669
10670                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
10671                 uclamp_update_active_tasks(css);
10672         }
10673 }
10674
10675 /*
10676  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
10677  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
10678  * character constant, use two levels of macros.
10679  */
10680 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
10681 #define POW10(exp) _POW10(exp)
10682
10683 struct uclamp_request {
10684 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
10685 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
10686         s64 percent;
10687         u64 util;
10688         int ret;
10689 };
10690
10691 static inline struct uclamp_request
10692 capacity_from_percent(char *buf)
10693 {
10694         struct uclamp_request req = {
10695                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
10696                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
10697                 .ret = 0,
10698         };
10699
10700         buf = strim(buf);
10701         if (strcmp(buf, "max")) {
10702                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
10703                                              &req.percent);
10704                 if (req.ret)
10705                         return req;
10706                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
10707                         req.ret = -ERANGE;
10708                         return req;
10709                 }
10710
10711                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
10712                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
10713         }
10714
10715         return req;
10716 }
10717
10718 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
10719                                 size_t nbytes, loff_t off,
10720                                 enum uclamp_id clamp_id)
10721 {
10722         struct uclamp_request req;
10723         struct task_group *tg;
10724
10725         req = capacity_from_percent(buf);
10726         if (req.ret)
10727                 return req.ret;
10728
10729         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
10730
10731         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10732         rcu_read_lock();
10733
10734         tg = css_tg(of_css(of));
10735         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10736                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10737
10738         /*
10739          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10740          * exact requested value
10741          */
10742         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10743
10744         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10745         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10746
10747         rcu_read_unlock();
10748         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10749
10750         return nbytes;
10751 }
10752
10753 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10754                                     char *buf, size_t nbytes,
10755                                     loff_t off)
10756 {
10757         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10758 }
10759
10760 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10761                                     char *buf, size_t nbytes,
10762                                     loff_t off)
10763 {
10764         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10765 }
10766
10767 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10768                                     enum uclamp_id clamp_id)
10769 {
10770         struct task_group *tg;
10771         u64 util_clamp;
10772         u64 percent;
10773         u32 rem;
10774
10775         rcu_read_lock();
10776         tg = css_tg(seq_css(sf));
10777         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10778         rcu_read_unlock();
10779
10780         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10781                 seq_puts(sf, "max\n");
10782                 return;
10783         }
10784
10785         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10786         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10787         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10788 }
10789
10790 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10791 {
10792         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10793         return 0;
10794 }
10795
10796 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10797 {
10798         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10799         return 0;
10800 }
10801 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10802
10803 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10804 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10805                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10806 {
10807         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10808                 shareval = MAX_SHARES;
10809         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10810 }
10811
10812 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10813                                struct cftype *cft)
10814 {
10815         struct task_group *tg = css_tg(css);
10816
10817         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10818 }
10819
10820 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10821 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10822
10823 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10824 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10825 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10826 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10827
10828 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10829
10830 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10831                                 u64 burst)
10832 {
10833         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10834         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10835
10836         if (tg == &root_task_group)
10837                 return -EINVAL;
10838
10839         /*
10840          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10841          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10842          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10843          */
10844         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10845                 return -EINVAL;
10846
10847         /*
10848          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10849          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10850          * feasibility.
10851          */
10852         if (period > max_cfs_quota_period)
10853                 return -EINVAL;
10854
10855         /*
10856          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10857          */
10858         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10859                 return -EINVAL;
10860
10861         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10862                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10863                 return -EINVAL;
10864
10865         /*
10866          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10867          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10868          */
10869         cpus_read_lock();
10870         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10871         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10872         if (ret)
10873                 goto out_unlock;
10874
10875         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10876         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10877         /*
10878          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10879          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10880          */
10881         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10882                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10883         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10884         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10885         cfs_b->quota = quota;
10886         cfs_b->burst = burst;
10887
10888         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10889
10890         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10891         if (runtime_enabled)
10892                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10893
10894         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10895
10896         for_each_online_cpu(i) {
10897                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10898                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10899                 struct rq_flags rf;
10900
10901                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10902                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10903                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10904
10905                 if (cfs_rq->throttled)
10906                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10907                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10908         }
10909         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10910                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10911 out_unlock:
10912         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10913         cpus_read_unlock();
10914
10915         return ret;
10916 }
10917
10918 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10919 {
10920         u64 quota, period, burst;
10921
10922         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10923         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10924         if (cfs_quota_us < 0)
10925                 quota = RUNTIME_INF;
10926         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10927                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10928         else
10929                 return -EINVAL;
10930
10931         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10932 }
10933
10934 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10935 {
10936         u64 quota_us;
10937
10938         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10939                 return -1;
10940
10941         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10942         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10943
10944         return quota_us;
10945 }
10946
10947 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10948 {
10949         u64 quota, period, burst;
10950
10951         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10952                 return -EINVAL;
10953
10954         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10955         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10956         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10957
10958         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10959 }
10960
10961 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10962 {
10963         u64 cfs_period_us;
10964
10965         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10966         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10967
10968         return cfs_period_us;
10969 }
10970
10971 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10972 {
10973         u64 quota, period, burst;
10974
10975         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10976                 return -EINVAL;
10977
10978         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10979         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10980         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10981
10982         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10983 }
10984
10985 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10986 {
10987         u64 burst_us;
10988
10989         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10990         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10991
10992         return burst_us;
10993 }
10994
10995 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10996                                   struct cftype *cft)
10997 {
10998         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10999 }
11000
11001 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11002                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
11003 {
11004         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
11005 }
11006
11007 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11008                                    struct cftype *cft)
11009 {
11010         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
11011 }
11012
11013 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11014                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
11015 {
11016         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
11017 }
11018
11019 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11020                                   struct cftype *cft)
11021 {
11022         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
11023 }
11024
11025 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11026                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
11027 {
11028         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
11029 }
11030
11031 struct cfs_schedulable_data {
11032         struct task_group *tg;
11033         u64 period, quota;
11034 };
11035
11036 /*
11037  * normalize group quota/period to be quota/max_period
11038  * note: units are usecs
11039  */
11040 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
11041                                struct cfs_schedulable_data *d)
11042 {
11043         u64 quota, period;
11044
11045         if (tg == d->tg) {
11046                 period = d->period;
11047                 quota = d->quota;
11048         } else {
11049                 period = tg_get_cfs_period(tg);
11050                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
11051         }
11052
11053         /* note: these should typically be equivalent */
11054         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
11055                 return RUNTIME_INF;
11056
11057         return to_ratio(period, quota);
11058 }
11059
11060 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
11061 {
11062         struct cfs_schedulable_data *d = data;
11063         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
11064         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
11065
11066         if (!tg->parent) {
11067                 quota = RUNTIME_INF;
11068         } else {
11069                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
11070
11071                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
11072                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
11073
11074                 /*
11075                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
11076                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
11077                  * limit is set:
11078                  */
11079                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
11080                         quota = min(quota, parent_quota);
11081                 } else {
11082                         if (quota == RUNTIME_INF)
11083                                 quota = parent_quota;
11084                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
11085                                 return -EINVAL;
11086                 }
11087         }
11088         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
11089
11090         return 0;
11091 }
11092
11093 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
11094 {
11095         int ret;
11096         struct cfs_schedulable_data data = {
11097                 .tg = tg,
11098                 .period = period,
11099                 .quota = quota,
11100         };
11101
11102         if (quota != RUNTIME_INF) {
11103                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
11104                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
11105         }
11106
11107         rcu_read_lock();
11108         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
11109         rcu_read_unlock();
11110
11111         return ret;
11112 }
11113
11114 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
11115 {
11116         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11117         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
11118
11119         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
11120         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
11121         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
11122
11123         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
11124                 struct sched_statistics *stats;
11125                 u64 ws = 0;
11126                 int i;
11127
11128                 for_each_possible_cpu(i) {
11129                         stats = __schedstats_from_se(tg->se[i]);
11130                         ws += schedstat_val(stats->wait_sum);
11131                 }
11132
11133                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
11134         }
11135
11136         seq_printf(sf, "nr_bursts %d\n", cfs_b->nr_burst);
11137         seq_printf(sf, "burst_time %llu\n", cfs_b->burst_time);
11138
11139         return 0;
11140 }
11141 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
11142 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11143
11144 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11145 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
11146                                 struct cftype *cft, s64 val)
11147 {
11148         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
11149 }
11150
11151 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
11152                                struct cftype *cft)
11153 {
11154         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
11155 }
11156
11157 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
11158                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
11159 {
11160         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
11161 }
11162
11163 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
11164                                    struct cftype *cft)
11165 {
11166         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
11167 }
11168 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
11169
11170 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11171 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11172                                struct cftype *cft)
11173 {
11174         return css_tg(css)->idle;
11175 }
11176
11177 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11178                                 struct cftype *cft, s64 idle)
11179 {
11180         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
11181 }
11182 #endif
11183
11184 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
11185 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11186         {
11187                 .name = "shares",
11188                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
11189                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
11190         },
11191         {
11192                 .name = "idle",
11193                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11194                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11195         },
11196 #endif
11197 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11198         {
11199                 .name = "cfs_quota_us",
11200                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
11201                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
11202         },
11203         {
11204                 .name = "cfs_period_us",
11205                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
11206                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
11207         },
11208         {
11209                 .name = "cfs_burst_us",
11210                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11211                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11212         },
11213         {
11214                 .name = "stat",
11215                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
11216         },
11217 #endif
11218 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11219         {
11220                 .name = "rt_runtime_us",
11221                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
11222                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
11223         },
11224         {
11225                 .name = "rt_period_us",
11226                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
11227                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
11228         },
11229 #endif
11230 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11231         {
11232                 .name = "uclamp.min",
11233                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11234                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11235                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11236         },
11237         {
11238                 .name = "uclamp.max",
11239                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11240                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11241                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11242         },
11243 #endif
11244         { }     /* Terminate */
11245 };
11246
11247 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
11248                                struct cgroup_subsys_state *css)
11249 {
11250 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11251         {
11252                 struct task_group *tg = css_tg(css);
11253                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
11254                 u64 throttled_usec, burst_usec;
11255
11256                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
11257                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
11258                 burst_usec = cfs_b->burst_time;
11259                 do_div(burst_usec, NSEC_PER_USEC);
11260
11261                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
11262                            "nr_throttled %d\n"
11263                            "throttled_usec %llu\n"
11264                            "nr_bursts %d\n"
11265                            "burst_usec %llu\n",
11266                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
11267                            throttled_usec, cfs_b->nr_burst, burst_usec);
11268         }
11269 #endif
11270         return 0;
11271 }
11272
11273 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11274 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11275                                struct cftype *cft)
11276 {
11277         struct task_group *tg = css_tg(css);
11278         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
11279
11280         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
11281 }
11282
11283 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11284                                 struct cftype *cft, u64 weight)
11285 {
11286         /*
11287          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
11288          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
11289          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
11290          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
11291          * the original value over the entire range.
11292          */
11293         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
11294                 return -ERANGE;
11295
11296         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
11297
11298         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11299 }
11300
11301 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11302                                     struct cftype *cft)
11303 {
11304         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
11305         int last_delta = INT_MAX;
11306         int prio, delta;
11307
11308         /* find the closest nice value to the current weight */
11309         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
11310                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
11311                 if (delta >= last_delta)
11312                         break;
11313                 last_delta = delta;
11314         }
11315
11316         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
11317 }
11318
11319 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11320                                      struct cftype *cft, s64 nice)
11321 {
11322         unsigned long weight;
11323         int idx;
11324
11325         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
11326                 return -ERANGE;
11327
11328         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
11329         idx = array_index_nospec(idx, 40);
11330         weight = sched_prio_to_weight[idx];
11331
11332         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11333 }
11334 #endif
11335
11336 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
11337                                                   long period, long quota)
11338 {
11339         if (quota < 0)
11340                 seq_puts(sf, "max");
11341         else
11342                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
11343
11344         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
11345 }
11346
11347 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
11348 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
11349                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
11350 {
11351         char tok[21];   /* U64_MAX */
11352
11353         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
11354                 return -EINVAL;
11355
11356         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
11357
11358         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
11359                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
11360         else if (!strcmp(tok, "max"))
11361                 *quotap = RUNTIME_INF;
11362         else
11363                 return -EINVAL;
11364
11365         return 0;
11366 }
11367
11368 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11369 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
11370 {
11371         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11372
11373         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
11374         return 0;
11375 }
11376
11377 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
11378                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
11379 {
11380         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
11381         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
11382         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
11383         u64 quota;
11384         int ret;
11385
11386         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
11387         if (!ret)
11388                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
11389         return ret ?: nbytes;
11390 }
11391 #endif
11392
11393 static struct cftype cpu_files[] = {
11394 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11395         {
11396                 .name = "weight",
11397                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11398                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
11399                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
11400         },
11401         {
11402                 .name = "weight.nice",
11403                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11404                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
11405                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
11406         },
11407         {
11408                 .name = "idle",
11409                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11410                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11411                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11412         },
11413 #endif
11414 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11415         {
11416                 .name = "max",
11417                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11418                 .seq_show = cpu_max_show,
11419                 .write = cpu_max_write,
11420         },
11421         {
11422                 .name = "max.burst",
11423                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11424                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11425                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11426         },
11427 #endif
11428 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11429         {
11430                 .name = "uclamp.min",
11431                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11432                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11433                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11434         },
11435         {
11436                 .name = "uclamp.max",
11437                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11438                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11439                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11440         },
11441 #endif
11442         { }     /* terminate */
11443 };
11444
11445 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
11446         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
11447         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
11448         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
11449         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
11450         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
11451 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11452         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
11453 #endif
11454         .attach         = cpu_cgroup_attach,
11455         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
11456         .dfl_cftypes    = cpu_files,
11457         .early_init     = true,
11458         .threaded       = true,
11459 };
11460
11461 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
11462
11463 void dump_cpu_task(int cpu)
11464 {
11465         if (cpu == smp_processor_id() && in_hardirq()) {
11466                 struct pt_regs *regs;
11467
11468                 regs = get_irq_regs();
11469                 if (regs) {
11470                         show_regs(regs);
11471                         return;
11472                 }
11473         }
11474
11475         if (trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
11476                 return;
11477
11478         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
11479         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
11480 }
11481
11482 /*
11483  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
11484  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
11485  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
11486  * that remained on nice 0.
11487  *
11488  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
11489  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
11490  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
11491  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
11492  * the relative distance between them is ~25%.)
11493  */
11494 const int sched_prio_to_weight[40] = {
11495  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
11496  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
11497  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
11498  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
11499  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
11500  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
11501  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
11502  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
11503 };
11504
11505 /*
11506  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
11507  *
11508  * In cases where the weight does not change often, we can use the
11509  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
11510  * into multiplications:
11511  */
11512 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
11513  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
11514  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
11515  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
11516  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
11517  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
11518  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
11519  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
11520  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
11521 };
11522
11523 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
11524 {
11525         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
11526 }
11527
11528 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
11529
11530 /*
11531  * @cid_lock: Guarantee forward-progress of cid allocation.
11532  *
11533  * Concurrency ID allocation within a bitmap is mostly lock-free. The cid_lock
11534  * is only used when contention is detected by the lock-free allocation so
11535  * forward progress can be guaranteed.
11536  */
11537 DEFINE_RAW_SPINLOCK(cid_lock);
11538
11539 /*
11540  * @use_cid_lock: Select cid allocation behavior: lock-free vs spinlock.
11541  *
11542  * When @use_cid_lock is 0, the cid allocation is lock-free. When contention is
11543  * detected, it is set to 1 to ensure that all newly coming allocations are
11544  * serialized by @cid_lock until the allocation which detected contention
11545  * completes and sets @use_cid_lock back to 0. This guarantees forward progress
11546  * of a cid allocation.
11547  */
11548 int use_cid_lock;
11549
11550 /*
11551  * mm_cid remote-clear implements a lock-free algorithm to clear per-mm/cpu cid
11552  * concurrently with respect to the execution of the source runqueue context
11553  * switch.
11554  *
11555  * There is one basic properties we want to guarantee here:
11556  *
11557  * (1) Remote-clear should _never_ mark a per-cpu cid UNSET when it is actively
11558  * used by a task. That would lead to concurrent allocation of the cid and
11559  * userspace corruption.
11560  *
11561  * Provide this guarantee by introducing a Dekker memory ordering to guarantee
11562  * that a pair of loads observe at least one of a pair of stores, which can be
11563  * shown as:
11564  *
11565  *      X = Y = 0
11566  *
11567  *      w[X]=1          w[Y]=1
11568  *      MB              MB
11569  *      r[Y]=y          r[X]=x
11570  *
11571  * Which guarantees that x==0 && y==0 is impossible. But rather than using
11572  * values 0 and 1, this algorithm cares about specific state transitions of the
11573  * runqueue current task (as updated by the scheduler context switch), and the
11574  * per-mm/cpu cid value.
11575  *
11576  * Let's introduce task (Y) which has task->mm == mm and task (N) which has
11577  * task->mm != mm for the rest of the discussion. There are two scheduler state
11578  * transitions on context switch we care about:
11579  *
11580  * (TSA) Store to rq->curr with transition from (N) to (Y)
11581  *
11582  * (TSB) Store to rq->curr with transition from (Y) to (N)
11583  *
11584  * On the remote-clear side, there is one transition we care about:
11585  *
11586  * (TMA) cmpxchg to *pcpu_cid to set the LAZY flag
11587  *
11588  * There is also a transition to UNSET state which can be performed from all
11589  * sides (scheduler, remote-clear). It is always performed with a cmpxchg which
11590  * guarantees that only a single thread will succeed:
11591  *
11592  * (TMB) cmpxchg to *pcpu_cid to mark UNSET
11593  *
11594  * Just to be clear, what we do _not_ want to happen is a transition to UNSET
11595  * when a thread is actively using the cid (property (1)).
11596  *
11597  * Let's looks at the relevant combinations of TSA/TSB, and TMA transitions.
11598  *
11599  * Scenario A) (TSA)+(TMA) (from next task perspective)
11600  *
11601  * CPU0                                      CPU1
11602  *
11603  * Context switch CS-1                       Remote-clear
11604  *   - store to rq->curr: (N)->(Y) (TSA)     - cmpxchg to *pcpu_id to LAZY (TMA)
11605  *                                             (implied barrier after cmpxchg)
11606  *   - switch_mm_cid()
11607  *     - memory barrier (see switch_mm_cid()
11608  *       comment explaining how this barrier
11609  *       is combined with other scheduler
11610  *       barriers)
11611  *     - mm_cid_get (next)
11612  *       - READ_ONCE(*pcpu_cid)              - rcu_dereference(src_rq->curr)
11613  *
11614  * This Dekker ensures that either task (Y) is observed by the
11615  * rcu_dereference() or the LAZY flag is observed by READ_ONCE(), or both are
11616  * observed.
11617  *
11618  * If task (Y) store is observed by rcu_dereference(), it means that there is
11619  * still an active task on the cpu. Remote-clear will therefore not transition
11620  * to UNSET, which fulfills property (1).
11621  *
11622  * If task (Y) is not observed, but the lazy flag is observed by READ_ONCE(),
11623  * it will move its state to UNSET, which clears the percpu cid perhaps
11624  * uselessly (which is not an issue for correctness). Because task (Y) is not
11625  * observed, CPU1 can move ahead to set the state to UNSET. Because moving
11626  * state to UNSET is done with a cmpxchg expecting that the old state has the
11627  * LAZY flag set, only one thread will successfully UNSET.
11628  *
11629  * If both states (LAZY flag and task (Y)) are observed, the thread on CPU0
11630  * will observe the LAZY flag and transition to UNSET (perhaps uselessly), and
11631  * CPU1 will observe task (Y) and do nothing more, which is fine.
11632  *
11633  * What we are effectively preventing with this Dekker is a scenario where
11634  * neither LAZY flag nor store (Y) are observed, which would fail property (1)
11635  * because this would UNSET a cid which is actively used.
11636  */
11637
11638 void sched_mm_cid_migrate_from(struct task_struct *t)
11639 {
11640         t->migrate_from_cpu = task_cpu(t);
11641 }
11642
11643 static
11644 int __sched_mm_cid_migrate_from_fetch_cid(struct rq *src_rq,
11645                                           struct task_struct *t,
11646                                           struct mm_cid *src_pcpu_cid)
11647 {
11648         struct mm_struct *mm = t->mm;
11649         struct task_struct *src_task;
11650         int src_cid, last_mm_cid;
11651
11652         if (!mm)
11653                 return -1;
11654
11655         last_mm_cid = t->last_mm_cid;
11656         /*
11657          * If the migrated task has no last cid, or if the current
11658          * task on src rq uses the cid, it means the source cid does not need
11659          * to be moved to the destination cpu.
11660          */
11661         if (last_mm_cid == -1)
11662                 return -1;
11663         src_cid = READ_ONCE(src_pcpu_cid->cid);
11664         if (!mm_cid_is_valid(src_cid) || last_mm_cid != src_cid)
11665                 return -1;
11666
11667         /*
11668          * If we observe an active task using the mm on this rq, it means we
11669          * are not the last task to be migrated from this cpu for this mm, so
11670          * there is no need to move src_cid to the destination cpu.
11671          */
11672         rcu_read_lock();
11673         src_task = rcu_dereference(src_rq->curr);
11674         if (READ_ONCE(src_task->mm_cid_active) && src_task->mm == mm) {
11675                 rcu_read_unlock();
11676                 t->last_mm_cid = -1;
11677                 return -1;
11678         }
11679         rcu_read_unlock();
11680
11681         return src_cid;
11682 }
11683
11684 static
11685 int __sched_mm_cid_migrate_from_try_steal_cid(struct rq *src_rq,
11686                                               struct task_struct *t,
11687                                               struct mm_cid *src_pcpu_cid,
11688                                               int src_cid)
11689 {
11690         struct task_struct *src_task;
11691         struct mm_struct *mm = t->mm;
11692         int lazy_cid;
11693
11694         if (src_cid == -1)
11695                 return -1;
11696
11697         /*
11698          * Attempt to clear the source cpu cid to move it to the destination
11699          * cpu.
11700          */
11701         lazy_cid = mm_cid_set_lazy_put(src_cid);
11702         if (!try_cmpxchg(&src_pcpu_cid->cid, &src_cid, lazy_cid))
11703                 return -1;
11704
11705         /*
11706          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11707          * rq->curr->mm matches the scheduler barrier in context_switch()
11708          * between store to rq->curr and load of prev and next task's
11709          * per-mm/cpu cid.
11710          *
11711          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11712          * rq->curr->mm_cid_active matches the barrier in
11713          * sched_mm_cid_exit_signals(), sched_mm_cid_before_execve(), and
11714          * sched_mm_cid_after_execve() between store to t->mm_cid_active and
11715          * load of per-mm/cpu cid.
11716          */
11717
11718         /*
11719          * If we observe an active task using the mm on this rq after setting
11720          * the lazy-put flag, this task will be responsible for transitioning
11721          * from lazy-put flag set to MM_CID_UNSET.
11722          */
11723         rcu_read_lock();
11724         src_task = rcu_dereference(src_rq->curr);
11725         if (READ_ONCE(src_task->mm_cid_active) && src_task->mm == mm) {
11726                 rcu_read_unlock();
11727                 /*
11728                  * We observed an active task for this mm, there is therefore
11729                  * no point in moving this cid to the destination cpu.
11730                  */
11731                 t->last_mm_cid = -1;
11732                 return -1;
11733         }
11734         rcu_read_unlock();
11735
11736         /*
11737          * The src_cid is unused, so it can be unset.
11738          */
11739         if (!try_cmpxchg(&src_pcpu_cid->cid, &lazy_cid, MM_CID_UNSET))
11740                 return -1;
11741         return src_cid;
11742 }
11743
11744 /*
11745  * Migration to dst cpu. Called with dst_rq lock held.
11746  * Interrupts are disabled, which keeps the window of cid ownership without the
11747  * source rq lock held small.
11748  */
11749 void sched_mm_cid_migrate_to(struct rq *dst_rq, struct task_struct *t)
11750 {
11751         struct mm_cid *src_pcpu_cid, *dst_pcpu_cid;
11752         struct mm_struct *mm = t->mm;
11753         int src_cid, dst_cid, src_cpu;
11754         struct rq *src_rq;
11755
11756         lockdep_assert_rq_held(dst_rq);
11757
11758         if (!mm)
11759                 return;
11760         src_cpu = t->migrate_from_cpu;
11761         if (src_cpu == -1) {
11762                 t->last_mm_cid = -1;
11763                 return;
11764         }
11765         /*
11766          * Move the src cid if the dst cid is unset. This keeps id
11767          * allocation closest to 0 in cases where few threads migrate around
11768          * many cpus.
11769          *
11770          * If destination cid is already set, we may have to just clear
11771          * the src cid to ensure compactness in frequent migrations
11772          * scenarios.
11773          *
11774          * It is not useful to clear the src cid when the number of threads is
11775          * greater or equal to the number of allowed cpus, because user-space
11776          * can expect that the number of allowed cids can reach the number of
11777          * allowed cpus.
11778          */
11779         dst_pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, cpu_of(dst_rq));
11780         dst_cid = READ_ONCE(dst_pcpu_cid->cid);
11781         if (!mm_cid_is_unset(dst_cid) &&
11782             atomic_read(&mm->mm_users) >= t->nr_cpus_allowed)
11783                 return;
11784         src_pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, src_cpu);
11785         src_rq = cpu_rq(src_cpu);
11786         src_cid = __sched_mm_cid_migrate_from_fetch_cid(src_rq, t, src_pcpu_cid);
11787         if (src_cid == -1)
11788                 return;
11789         src_cid = __sched_mm_cid_migrate_from_try_steal_cid(src_rq, t, src_pcpu_cid,
11790                                                             src_cid);
11791         if (src_cid == -1)
11792                 return;
11793         if (!mm_cid_is_unset(dst_cid)) {
11794                 __mm_cid_put(mm, src_cid);
11795                 return;
11796         }
11797         /* Move src_cid to dst cpu. */
11798         mm_cid_snapshot_time(dst_rq, mm);
11799         WRITE_ONCE(dst_pcpu_cid->cid, src_cid);
11800 }
11801
11802 static void sched_mm_cid_remote_clear(struct mm_struct *mm, struct mm_cid *pcpu_cid,
11803                                       int cpu)
11804 {
11805         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11806         struct task_struct *t;
11807         unsigned long flags;
11808         int cid, lazy_cid;
11809
11810         cid = READ_ONCE(pcpu_cid->cid);
11811         if (!mm_cid_is_valid(cid))
11812                 return;
11813
11814         /*
11815          * Clear the cpu cid if it is set to keep cid allocation compact.  If
11816          * there happens to be other tasks left on the source cpu using this
11817          * mm, the next task using this mm will reallocate its cid on context
11818          * switch.
11819          */
11820         lazy_cid = mm_cid_set_lazy_put(cid);
11821         if (!try_cmpxchg(&pcpu_cid->cid, &cid, lazy_cid))
11822                 return;
11823
11824         /*
11825          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11826          * rq->curr->mm matches the scheduler barrier in context_switch()
11827          * between store to rq->curr and load of prev and next task's
11828          * per-mm/cpu cid.
11829          *
11830          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11831          * rq->curr->mm_cid_active matches the barrier in
11832          * sched_mm_cid_exit_signals(), sched_mm_cid_before_execve(), and
11833          * sched_mm_cid_after_execve() between store to t->mm_cid_active and
11834          * load of per-mm/cpu cid.
11835          */
11836
11837         /*
11838          * If we observe an active task using the mm on this rq after setting
11839          * the lazy-put flag, that task will be responsible for transitioning
11840          * from lazy-put flag set to MM_CID_UNSET.
11841          */
11842         rcu_read_lock();
11843         t = rcu_dereference(rq->curr);
11844         if (READ_ONCE(t->mm_cid_active) && t->mm == mm) {
11845                 rcu_read_unlock();
11846                 return;
11847         }
11848         rcu_read_unlock();
11849
11850         /*
11851          * The cid is unused, so it can be unset.
11852          * Disable interrupts to keep the window of cid ownership without rq
11853          * lock small.
11854          */
11855         local_irq_save(flags);
11856         if (try_cmpxchg(&pcpu_cid->cid, &lazy_cid, MM_CID_UNSET))
11857                 __mm_cid_put(mm, cid);
11858         local_irq_restore(flags);
11859 }
11860
11861 static void sched_mm_cid_remote_clear_old(struct mm_struct *mm, int cpu)
11862 {
11863         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11864         struct mm_cid *pcpu_cid;
11865         struct task_struct *curr;
11866         u64 rq_clock;
11867
11868         /*
11869          * rq->clock load is racy on 32-bit but one spurious clear once in a
11870          * while is irrelevant.
11871          */
11872         rq_clock = READ_ONCE(rq->clock);
11873         pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, cpu);
11874
11875         /*
11876          * In order to take care of infrequently scheduled tasks, bump the time
11877          * snapshot associated with this cid if an active task using the mm is
11878          * observed on this rq.
11879          */
11880         rcu_read_lock();
11881         curr = rcu_dereference(rq->curr);
11882         if (READ_ONCE(curr->mm_cid_active) && curr->mm == mm) {
11883                 WRITE_ONCE(pcpu_cid->time, rq_clock);
11884                 rcu_read_unlock();
11885                 return;
11886         }
11887         rcu_read_unlock();
11888
11889         if (rq_clock < pcpu_cid->time + SCHED_MM_CID_PERIOD_NS)
11890                 return;
11891         sched_mm_cid_remote_clear(mm, pcpu_cid, cpu);
11892 }
11893
11894 static void sched_mm_cid_remote_clear_weight(struct mm_struct *mm, int cpu,
11895                                              int weight)
11896 {
11897         struct mm_cid *pcpu_cid;
11898         int cid;
11899
11900         pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, cpu);
11901         cid = READ_ONCE(pcpu_cid->cid);
11902         if (!mm_cid_is_valid(cid) || cid < weight)
11903                 return;
11904         sched_mm_cid_remote_clear(mm, pcpu_cid, cpu);
11905 }
11906
11907 static void task_mm_cid_work(struct callback_head *work)
11908 {
11909         unsigned long now = jiffies, old_scan, next_scan;
11910         struct task_struct *t = current;
11911         struct cpumask *cidmask;
11912         struct mm_struct *mm;
11913         int weight, cpu;
11914
11915         SCHED_WARN_ON(t != container_of(work, struct task_struct, cid_work));
11916
11917         work->next = work;      /* Prevent double-add */
11918         if (t->flags & PF_EXITING)
11919                 return;
11920         mm = t->mm;
11921         if (!mm)
11922                 return;
11923         old_scan = READ_ONCE(mm->mm_cid_next_scan);
11924         next_scan = now + msecs_to_jiffies(MM_CID_SCAN_DELAY);
11925         if (!old_scan) {
11926                 unsigned long res;
11927
11928                 res = cmpxchg(&mm->mm_cid_next_scan, old_scan, next_scan);
11929                 if (res != old_scan)
11930                         old_scan = res;
11931                 else
11932                         old_scan = next_scan;
11933         }
11934         if (time_before(now, old_scan))
11935                 return;
11936         if (!try_cmpxchg(&mm->mm_cid_next_scan, &old_scan, next_scan))
11937                 return;
11938         cidmask = mm_cidmask(mm);
11939         /* Clear cids that were not recently used. */
11940         for_each_possible_cpu(cpu)
11941                 sched_mm_cid_remote_clear_old(mm, cpu);
11942         weight = cpumask_weight(cidmask);
11943         /*
11944          * Clear cids that are greater or equal to the cidmask weight to
11945          * recompact it.
11946          */
11947         for_each_possible_cpu(cpu)
11948                 sched_mm_cid_remote_clear_weight(mm, cpu, weight);
11949 }
11950
11951 void init_sched_mm_cid(struct task_struct *t)
11952 {
11953         struct mm_struct *mm = t->mm;
11954         int mm_users = 0;
11955
11956         if (mm) {
11957                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
11958                 if (mm_users == 1)
11959                         mm->mm_cid_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(MM_CID_SCAN_DELAY);
11960         }
11961         t->cid_work.next = &t->cid_work;        /* Protect against double add */
11962         init_task_work(&t->cid_work, task_mm_cid_work);
11963 }
11964
11965 void task_tick_mm_cid(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
11966 {
11967         struct callback_head *work = &curr->cid_work;
11968         unsigned long now = jiffies;
11969
11970         if (!curr->mm || (curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) ||
11971             work->next != work)
11972                 return;
11973         if (time_before(now, READ_ONCE(curr->mm->mm_cid_next_scan)))
11974                 return;
11975         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
11976 }
11977
11978 void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t)
11979 {
11980         struct mm_struct *mm = t->mm;
11981         struct rq_flags rf;
11982         struct rq *rq;
11983
11984         if (!mm)
11985                 return;
11986
11987         preempt_disable();
11988         rq = this_rq();
11989         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11990         preempt_enable_no_resched();    /* holding spinlock */
11991         WRITE_ONCE(t->mm_cid_active, 0);
11992         /*
11993          * Store t->mm_cid_active before loading per-mm/cpu cid.
11994          * Matches barrier in sched_mm_cid_remote_clear_old().
11995          */
11996         smp_mb();
11997         mm_cid_put(mm);
11998         t->last_mm_cid = t->mm_cid = -1;
11999         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12000 }
12001
12002 void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t)
12003 {
12004         struct mm_struct *mm = t->mm;
12005         struct rq_flags rf;
12006         struct rq *rq;
12007
12008         if (!mm)
12009                 return;
12010
12011         preempt_disable();
12012         rq = this_rq();
12013         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12014         preempt_enable_no_resched();    /* holding spinlock */
12015         WRITE_ONCE(t->mm_cid_active, 0);
12016         /*
12017          * Store t->mm_cid_active before loading per-mm/cpu cid.
12018          * Matches barrier in sched_mm_cid_remote_clear_old().
12019          */
12020         smp_mb();
12021         mm_cid_put(mm);
12022         t->last_mm_cid = t->mm_cid = -1;
12023         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12024 }
12025
12026 void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t)
12027 {
12028         struct mm_struct *mm = t->mm;
12029         struct rq_flags rf;
12030         struct rq *rq;
12031
12032         if (!mm)
12033                 return;
12034
12035         preempt_disable();
12036         rq = this_rq();
12037         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12038         preempt_enable_no_resched();    /* holding spinlock */
12039         WRITE_ONCE(t->mm_cid_active, 1);
12040         /*
12041          * Store t->mm_cid_active before loading per-mm/cpu cid.
12042          * Matches barrier in sched_mm_cid_remote_clear_old().
12043          */
12044         smp_mb();
12045         t->last_mm_cid = t->mm_cid = mm_cid_get(rq, mm);
12046         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12047         rseq_set_notify_resume(t);
12048 }
12049
12050 void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t)
12051 {
12052         WARN_ON_ONCE(!t->mm || t->mm_cid != -1);
12053         t->mm_cid_active = 1;
12054 }
12055 #endif