platform/chrome: chros_ec_ishtp: only load for matching devices
[linux-2.6-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 #define CREATE_TRACE_POINTS
10 #include <trace/events/sched.h>
11 #undef CREATE_TRACE_POINTS
12
13 #include "sched.h"
14
15 #include <linux/nospec.h>
16 #include <linux/blkdev.h>
17 #include <linux/kcov.h>
18 #include <linux/scs.h>
19
20 #include <asm/switch_to.h>
21 #include <asm/tlb.h>
22
23 #include "../workqueue_internal.h"
24 #include "../../fs/io-wq.h"
25 #include "../smpboot.h"
26
27 #include "pelt.h"
28 #include "smp.h"
29
30 /*
31  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
32  * associated with them) to allow external modules to probe them.
33  */
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
39 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
40 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
41 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
42 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
43 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
44
45 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
46
47 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
48 /*
49  * Debugging: various feature bits
50  *
51  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
52  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
53  * at compile time and compiler optimization based on features default.
54  */
55 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
56         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
57 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
58 #include "features.h"
59         0;
60 #undef SCHED_FEAT
61
62 /*
63  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
64  * LATENCY_WARN is enabled).
65  *
66  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
67  * per boot.
68  */
69 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
70 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
71 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
72
73 /*
74  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
75  * Limited because this is done with IRQs disabled.
76  */
77 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
78 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 8;
79 #else
80 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
81 #endif
82
83 /*
84  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
85  * default: 1s
86  */
87 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
88
89 __read_mostly int scheduler_running;
90
91 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
92
93 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
94
95 /* kernel prio, less is more */
96 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
97 {
98         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
99                 return -2;
100
101         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
102                 return p->prio; /* [-1, 99] */
103
104         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
105                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
106
107         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
108 }
109
110 /*
111  * l(a,b)
112  * le(a,b) := !l(b,a)
113  * g(a,b)  := l(b,a)
114  * ge(a,b) := !l(a,b)
115  */
116
117 /* real prio, less is less */
118 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
119 {
120
121         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
122
123         if (-pa < -pb)
124                 return true;
125
126         if (-pb < -pa)
127                 return false;
128
129         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
130                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
131
132         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
133                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
134
135         return false;
136 }
137
138 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
139 {
140         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
141                 return true;
142
143         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
144                 return false;
145
146         /* flip prio, so high prio is leftmost */
147         if (prio_less(b, a, task_rq(a)->core->core_forceidle))
148                 return true;
149
150         return false;
151 }
152
153 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
154
155 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
156 {
157         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
158 }
159
160 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
161 {
162         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
163         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
164
165         if (cookie < p->core_cookie)
166                 return -1;
167
168         if (cookie > p->core_cookie)
169                 return 1;
170
171         return 0;
172 }
173
174 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
175 {
176         rq->core->core_task_seq++;
177
178         if (!p->core_cookie)
179                 return;
180
181         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
182 }
183
184 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
185 {
186         rq->core->core_task_seq++;
187
188         if (!sched_core_enqueued(p))
189                 return;
190
191         rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
192         RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
193 }
194
195 /*
196  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
197  */
198 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
199 {
200         struct rb_node *node;
201
202         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
203         /*
204          * The idle task always matches any cookie!
205          */
206         if (!node)
207                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
208
209         return __node_2_sc(node);
210 }
211
212 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
213 {
214         struct rb_node *node = &p->core_node;
215
216         node = rb_next(node);
217         if (!node)
218                 return NULL;
219
220         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
221         if (p->core_cookie != cookie)
222                 return NULL;
223
224         return p;
225 }
226
227 /*
228  * Magic required such that:
229  *
230  *      raw_spin_rq_lock(rq);
231  *      ...
232  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
233  *
234  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
235  * always agree on what rq has what lock.
236  *
237  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
238  */
239
240 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
241 static atomic_t sched_core_count;
242 static struct cpumask sched_core_mask;
243
244 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
245 {
246         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
247         int t, i = 0;
248
249         local_irq_save(*flags);
250         for_each_cpu(t, smt_mask)
251                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
252 }
253
254 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
255 {
256         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
257         int t;
258
259         for_each_cpu(t, smt_mask)
260                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
261         local_irq_restore(*flags);
262 }
263
264 static void __sched_core_flip(bool enabled)
265 {
266         unsigned long flags;
267         int cpu, t;
268
269         cpus_read_lock();
270
271         /*
272          * Toggle the online cores, one by one.
273          */
274         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
275         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
276                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
277
278                 sched_core_lock(cpu, &flags);
279
280                 for_each_cpu(t, smt_mask)
281                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
282
283                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
284
285                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
286         }
287
288         /*
289          * Toggle the offline CPUs.
290          */
291         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
292         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
293
294         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
295                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
296
297         cpus_read_unlock();
298 }
299
300 static void sched_core_assert_empty(void)
301 {
302         int cpu;
303
304         for_each_possible_cpu(cpu)
305                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
306 }
307
308 static void __sched_core_enable(void)
309 {
310         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
311         /*
312          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
313          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
314          */
315         synchronize_rcu();
316         __sched_core_flip(true);
317         sched_core_assert_empty();
318 }
319
320 static void __sched_core_disable(void)
321 {
322         sched_core_assert_empty();
323         __sched_core_flip(false);
324         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
325 }
326
327 void sched_core_get(void)
328 {
329         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
330                 return;
331
332         mutex_lock(&sched_core_mutex);
333         if (!atomic_read(&sched_core_count))
334                 __sched_core_enable();
335
336         smp_mb__before_atomic();
337         atomic_inc(&sched_core_count);
338         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
339 }
340
341 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
342 {
343         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
344                 __sched_core_disable();
345                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
346         }
347 }
348
349 void sched_core_put(void)
350 {
351         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
352
353         /*
354          * "There can be only one"
355          *
356          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
357          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
358          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
359          */
360         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
361                 schedule_work(&_work);
362 }
363
364 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
365
366 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
367 static inline void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
368
369 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
370
371 /*
372  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
373  * default: 0.95s
374  */
375 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
376
377
378 /*
379  * Serialization rules:
380  *
381  * Lock order:
382  *
383  *   p->pi_lock
384  *     rq->lock
385  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
386  *
387  *  rq1->lock
388  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
389  *
390  * Regular state:
391  *
392  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
393  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
394  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
395  * to run next.
396  *
397  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
398  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
399  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
400  * ttwu_queue_wakelist() ]
401  *
402  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
403  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
404  *
405  * Special state:
406  *
407  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
408  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
409  * stable while holding either lock:
410  *
411  *  - sched_setaffinity()/
412  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
413  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
414  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
415  *                              p->se.load, p->rt_priority,
416  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
417  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
418  *  - sched_move_task()/
419  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
420  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
421  *
422  * p->state <- TASK_*:
423  *
424  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
425  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
426  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
427  *   concurrent self.
428  *
429  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
430  *
431  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
432  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
433  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
434  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
435  *
436  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
437  *
438  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
439  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
440  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
441  *
442  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
443  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
444  *
445  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
446  *
447  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
448  *
449  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
450  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
451  *
452  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
453  *
454  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
455  *
456  *  - for migration called under rq->lock:
457  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
458  *
459  *    o move_queued_task()
460  *    o detach_task()
461  *
462  *  - for migration called under double_rq_lock():
463  *
464  *    o __migrate_swap_task()
465  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
466  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
467  *    o dl_task_offline_migration()
468  *
469  */
470
471 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
472 {
473         raw_spinlock_t *lock;
474
475         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
476         preempt_disable();
477         if (sched_core_disabled()) {
478                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
479                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
480                 preempt_enable_no_resched();
481                 return;
482         }
483
484         for (;;) {
485                 lock = __rq_lockp(rq);
486                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
487                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
488                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
489                         preempt_enable_no_resched();
490                         return;
491                 }
492                 raw_spin_unlock(lock);
493         }
494 }
495
496 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
497 {
498         raw_spinlock_t *lock;
499         bool ret;
500
501         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
502         preempt_disable();
503         if (sched_core_disabled()) {
504                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
505                 preempt_enable();
506                 return ret;
507         }
508
509         for (;;) {
510                 lock = __rq_lockp(rq);
511                 ret = raw_spin_trylock(lock);
512                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
513                         preempt_enable();
514                         return ret;
515                 }
516                 raw_spin_unlock(lock);
517         }
518 }
519
520 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
521 {
522         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
523 }
524
525 #ifdef CONFIG_SMP
526 /*
527  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
528  */
529 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
530 {
531         lockdep_assert_irqs_disabled();
532
533         if (rq_order_less(rq2, rq1))
534                 swap(rq1, rq2);
535
536         raw_spin_rq_lock(rq1);
537         if (__rq_lockp(rq1) == __rq_lockp(rq2))
538                 return;
539
540         raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
541 }
542 #endif
543
544 /*
545  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
546  */
547 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
548         __acquires(rq->lock)
549 {
550         struct rq *rq;
551
552         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
553
554         for (;;) {
555                 rq = task_rq(p);
556                 raw_spin_rq_lock(rq);
557                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
558                         rq_pin_lock(rq, rf);
559                         return rq;
560                 }
561                 raw_spin_rq_unlock(rq);
562
563                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
564                         cpu_relax();
565         }
566 }
567
568 /*
569  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
570  */
571 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
572         __acquires(p->pi_lock)
573         __acquires(rq->lock)
574 {
575         struct rq *rq;
576
577         for (;;) {
578                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
579                 rq = task_rq(p);
580                 raw_spin_rq_lock(rq);
581                 /*
582                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
583                  *
584                  *      ACQUIRE (rq->lock)
585                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
586                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
587                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
588                  *                                      [L] ->on_rq
589                  *      RELEASE (rq->lock)
590                  *
591                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
592                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
593                  *
594                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
595                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
596                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
597                  */
598                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
599                         rq_pin_lock(rq, rf);
600                         return rq;
601                 }
602                 raw_spin_rq_unlock(rq);
603                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
604
605                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
606                         cpu_relax();
607         }
608 }
609
610 /*
611  * RQ-clock updating methods:
612  */
613
614 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
615 {
616 /*
617  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
618  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
619  */
620         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
621
622 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
623         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
624
625         /*
626          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
627          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
628          * {soft,}irq region.
629          *
630          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
631          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
632          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
633          * monotonic.
634          *
635          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
636          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
637          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
638          * atomic ops.
639          */
640         if (irq_delta > delta)
641                 irq_delta = delta;
642
643         rq->prev_irq_time += irq_delta;
644         delta -= irq_delta;
645 #endif
646 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
647         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
648                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
649                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
650
651                 if (unlikely(steal > delta))
652                         steal = delta;
653
654                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
655                 delta -= steal;
656         }
657 #endif
658
659         rq->clock_task += delta;
660
661 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
662         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
663                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
664 #endif
665         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
666 }
667
668 void update_rq_clock(struct rq *rq)
669 {
670         s64 delta;
671
672         lockdep_assert_rq_held(rq);
673
674         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
675                 return;
676
677 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
678         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
679                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
680         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
681 #endif
682
683         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
684         if (delta < 0)
685                 return;
686         rq->clock += delta;
687         update_rq_clock_task(rq, delta);
688 }
689
690 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
691 /*
692  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
693  */
694
695 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
696 {
697         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
698                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
699 }
700
701 /*
702  * High-resolution timer tick.
703  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
704  */
705 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
706 {
707         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
708         struct rq_flags rf;
709
710         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
711
712         rq_lock(rq, &rf);
713         update_rq_clock(rq);
714         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
715         rq_unlock(rq, &rf);
716
717         return HRTIMER_NORESTART;
718 }
719
720 #ifdef CONFIG_SMP
721
722 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
723 {
724         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
725         ktime_t time = rq->hrtick_time;
726
727         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
728 }
729
730 /*
731  * called from hardirq (IPI) context
732  */
733 static void __hrtick_start(void *arg)
734 {
735         struct rq *rq = arg;
736         struct rq_flags rf;
737
738         rq_lock(rq, &rf);
739         __hrtick_restart(rq);
740         rq_unlock(rq, &rf);
741 }
742
743 /*
744  * Called to set the hrtick timer state.
745  *
746  * called with rq->lock held and irqs disabled
747  */
748 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
749 {
750         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
751         s64 delta;
752
753         /*
754          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
755          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
756          */
757         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
758         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
759
760         if (rq == this_rq())
761                 __hrtick_restart(rq);
762         else
763                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
764 }
765
766 #else
767 /*
768  * Called to set the hrtick timer state.
769  *
770  * called with rq->lock held and irqs disabled
771  */
772 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
773 {
774         /*
775          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
776          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
777          */
778         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
779         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
780                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
781 }
782
783 #endif /* CONFIG_SMP */
784
785 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
786 {
787 #ifdef CONFIG_SMP
788         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
789 #endif
790         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
791         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
792 }
793 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
794 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
795 {
796 }
797
798 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
799 {
800 }
801 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
802
803 /*
804  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
805  */
806 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
807         ({                                                              \
808                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
809                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
810                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
811                                                                         \
812                 for (;;) {                                              \
813                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
814                         if (_old == _val)                               \
815                                 break;                                  \
816                         _val = _old;                                    \
817                 }                                                       \
818         _old;                                                           \
819 })
820
821 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
822 /*
823  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
824  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
825  * spurious IPIs.
826  */
827 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
828 {
829         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
830         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
831 }
832
833 /*
834  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
835  *
836  * If this returns true, then the idle task promises to call
837  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
838  */
839 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
840 {
841         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
842         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
843
844         for (;;) {
845                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
846                         return false;
847                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
848                         return true;
849                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
850                 if (old == val)
851                         break;
852                 val = old;
853         }
854         return true;
855 }
856
857 #else
858 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
859 {
860         set_tsk_need_resched(p);
861         return true;
862 }
863
864 #ifdef CONFIG_SMP
865 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
866 {
867         return false;
868 }
869 #endif
870 #endif
871
872 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
873 {
874         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
875
876         /*
877          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
878          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
879          * wakeup due to that.
880          *
881          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
882          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
883          */
884         smp_mb__before_atomic();
885         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
886                 return false;
887
888         /*
889          * The head is context local, there can be no concurrency.
890          */
891         *head->lastp = node;
892         head->lastp = &node->next;
893         return true;
894 }
895
896 /**
897  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
898  * @head: the wake_q_head to add @task to
899  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
900  *
901  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
902  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
903  * instantly.
904  *
905  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
906  * must be ready to be woken at this location.
907  */
908 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
909 {
910         if (__wake_q_add(head, task))
911                 get_task_struct(task);
912 }
913
914 /**
915  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
916  * @head: the wake_q_head to add @task to
917  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
918  *
919  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
920  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
921  * instantly.
922  *
923  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
924  * must be ready to be woken at this location.
925  *
926  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
927  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
928  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
929  * queued for wakeup.
930  */
931 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
932 {
933         if (!__wake_q_add(head, task))
934                 put_task_struct(task);
935 }
936
937 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
938 {
939         struct wake_q_node *node = head->first;
940
941         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
942                 struct task_struct *task;
943
944                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
945                 /* Task can safely be re-inserted now: */
946                 node = node->next;
947                 task->wake_q.next = NULL;
948
949                 /*
950                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
951                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
952                  */
953                 wake_up_process(task);
954                 put_task_struct(task);
955         }
956 }
957
958 /*
959  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
960  *
961  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
962  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
963  * the target CPU.
964  */
965 void resched_curr(struct rq *rq)
966 {
967         struct task_struct *curr = rq->curr;
968         int cpu;
969
970         lockdep_assert_rq_held(rq);
971
972         if (test_tsk_need_resched(curr))
973                 return;
974
975         cpu = cpu_of(rq);
976
977         if (cpu == smp_processor_id()) {
978                 set_tsk_need_resched(curr);
979                 set_preempt_need_resched();
980                 return;
981         }
982
983         if (set_nr_and_not_polling(curr))
984                 smp_send_reschedule(cpu);
985         else
986                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
987 }
988
989 void resched_cpu(int cpu)
990 {
991         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
992         unsigned long flags;
993
994         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
995         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
996                 resched_curr(rq);
997         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
998 }
999
1000 #ifdef CONFIG_SMP
1001 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1002 /*
1003  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1004  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1005  *
1006  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1007  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1008  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1009  */
1010 int get_nohz_timer_target(void)
1011 {
1012         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1013         struct sched_domain *sd;
1014         const struct cpumask *hk_mask;
1015
1016         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
1017                 if (!idle_cpu(cpu))
1018                         return cpu;
1019                 default_cpu = cpu;
1020         }
1021
1022         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER);
1023
1024         rcu_read_lock();
1025         for_each_domain(cpu, sd) {
1026                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1027                         if (cpu == i)
1028                                 continue;
1029
1030                         if (!idle_cpu(i)) {
1031                                 cpu = i;
1032                                 goto unlock;
1033                         }
1034                 }
1035         }
1036
1037         if (default_cpu == -1)
1038                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
1039         cpu = default_cpu;
1040 unlock:
1041         rcu_read_unlock();
1042         return cpu;
1043 }
1044
1045 /*
1046  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1047  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1048  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1049  * idle system the next event might even be infinite time into the
1050  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1051  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1052  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1053  * wheel for the next timer event.
1054  */
1055 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1056 {
1057         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1058
1059         if (cpu == smp_processor_id())
1060                 return;
1061
1062         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1063                 smp_send_reschedule(cpu);
1064         else
1065                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1066 }
1067
1068 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1069 {
1070         /*
1071          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1072          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1073          * If needed we can still optimize that later with an
1074          * empty IRQ.
1075          */
1076         if (cpu_is_offline(cpu))
1077                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1078         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1079                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1080                     tick_nohz_tick_stopped())
1081                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1082                 return true;
1083         }
1084
1085         return false;
1086 }
1087
1088 /*
1089  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1090  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1091  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1092  */
1093 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1094 {
1095         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1096                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1097 }
1098
1099 static void nohz_csd_func(void *info)
1100 {
1101         struct rq *rq = info;
1102         int cpu = cpu_of(rq);
1103         unsigned int flags;
1104
1105         /*
1106          * Release the rq::nohz_csd.
1107          */
1108         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1109         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1110
1111         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1112         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1113                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1114                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1115         }
1116 }
1117
1118 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1119
1120 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1121 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1122 {
1123         int fifo_nr_running;
1124
1125         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1126         if (rq->dl.dl_nr_running)
1127                 return false;
1128
1129         /*
1130          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1131          * actual RR behaviour.
1132          */
1133         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1134                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1135                         return true;
1136                 else
1137                         return false;
1138         }
1139
1140         /*
1141          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1142          * forced preemption between FIFO tasks.
1143          */
1144         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1145         if (fifo_nr_running)
1146                 return true;
1147
1148         /*
1149          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1150          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1151          * preemption.
1152          */
1153         if (rq->nr_running > 1)
1154                 return false;
1155
1156         return true;
1157 }
1158 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1159 #endif /* CONFIG_SMP */
1160
1161 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1162                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1163 /*
1164  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1165  * node and @up when leaving it for the final time.
1166  *
1167  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1168  */
1169 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1170                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1171 {
1172         struct task_group *parent, *child;
1173         int ret;
1174
1175         parent = from;
1176
1177 down:
1178         ret = (*down)(parent, data);
1179         if (ret)
1180                 goto out;
1181         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1182                 parent = child;
1183                 goto down;
1184
1185 up:
1186                 continue;
1187         }
1188         ret = (*up)(parent, data);
1189         if (ret || parent == from)
1190                 goto out;
1191
1192         child = parent;
1193         parent = parent->parent;
1194         if (parent)
1195                 goto up;
1196 out:
1197         return ret;
1198 }
1199
1200 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1201 {
1202         return 0;
1203 }
1204 #endif
1205
1206 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1207 {
1208         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1209         struct load_weight *load = &p->se.load;
1210
1211         /*
1212          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1213          */
1214         if (task_has_idle_policy(p)) {
1215                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1216                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1217                 return;
1218         }
1219
1220         /*
1221          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1222          * weight
1223          */
1224         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1225                 reweight_task(p, prio);
1226         } else {
1227                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1228                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1229         }
1230 }
1231
1232 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1233 /*
1234  * Serializes updates of utilization clamp values
1235  *
1236  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1237  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1238  * support enqueue/dequeue operations.
1239  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1240  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1241  * updates or API abuses.
1242  */
1243 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1244
1245 /* Max allowed minimum utilization */
1246 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1247
1248 /* Max allowed maximum utilization */
1249 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1250
1251 /*
1252  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1253  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1254  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1255  *
1256  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1257  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1258  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1259  * battery life.
1260  *
1261  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1262  *
1263  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1264  * above.
1265  */
1266 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1267
1268 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1269 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1270
1271 /*
1272  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1273  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1274  * enqueue/dequeue_task().
1275  *
1276  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1277  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1278  *
1279  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1280  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1281  * functionality.
1282  *
1283  * The knobs that would enable this static key are:
1284  *
1285  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1286  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1287  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1288  */
1289 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1290
1291 /* Integer rounded range for each bucket */
1292 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1293
1294 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1295         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1296
1297 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1298 {
1299         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1300 }
1301
1302 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1303 {
1304         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1305                 return 0;
1306         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1307 }
1308
1309 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1310                                  unsigned int value, bool user_defined)
1311 {
1312         uc_se->value = value;
1313         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1314         uc_se->user_defined = user_defined;
1315 }
1316
1317 static inline unsigned int
1318 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1319                   unsigned int clamp_value)
1320 {
1321         /*
1322          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1323          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1324          * max-clamp.
1325          */
1326         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1327                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1328                 return clamp_value;
1329         }
1330
1331         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1332 }
1333
1334 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1335                                      unsigned int clamp_value)
1336 {
1337         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1338         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1339                 return;
1340
1341         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1342 }
1343
1344 static inline
1345 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1346                                    unsigned int clamp_value)
1347 {
1348         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1349         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1350
1351         /*
1352          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1353          * top most bucket with tasks in.
1354          */
1355         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1356                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1357                         continue;
1358                 return bucket[bucket_id].value;
1359         }
1360
1361         /* No tasks -- default clamp values */
1362         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1363 }
1364
1365 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1366 {
1367         unsigned int default_util_min;
1368         struct uclamp_se *uc_se;
1369
1370         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1371
1372         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1373
1374         /* Only sync if user didn't override the default */
1375         if (uc_se->user_defined)
1376                 return;
1377
1378         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1379         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1380 }
1381
1382 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1383 {
1384         struct rq_flags rf;
1385         struct rq *rq;
1386
1387         if (!rt_task(p))
1388                 return;
1389
1390         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1391         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1392         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1393         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1394 }
1395
1396 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1397 {
1398         struct task_struct *g, *p;
1399
1400         /*
1401          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1402          *                                        uclamp_min_rt = X;
1403          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1404          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1405          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1406          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1407          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1408          *
1409          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1410          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1411          * task.
1412          */
1413         read_lock(&tasklist_lock);
1414         smp_mb__after_spinlock();
1415         read_unlock(&tasklist_lock);
1416
1417         rcu_read_lock();
1418         for_each_process_thread(g, p)
1419                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1420         rcu_read_unlock();
1421 }
1422
1423 static inline struct uclamp_se
1424 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1425 {
1426         /* Copy by value as we could modify it */
1427         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1428 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1429         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1430
1431         /*
1432          * Tasks in autogroups or root task group will be
1433          * restricted by system defaults.
1434          */
1435         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1436                 return uc_req;
1437         if (task_group(p) == &root_task_group)
1438                 return uc_req;
1439
1440         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1441         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1442         value = uc_req.value;
1443         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1444         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1445 #endif
1446
1447         return uc_req;
1448 }
1449
1450 /*
1451  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1452  * priority:
1453  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1454  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1455  *   group or in an autogroup
1456  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1457  */
1458 static inline struct uclamp_se
1459 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1460 {
1461         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1462         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1463
1464         /* System default restrictions always apply */
1465         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1466                 return uc_max;
1467
1468         return uc_req;
1469 }
1470
1471 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1472 {
1473         struct uclamp_se uc_eff;
1474
1475         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1476         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1477                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1478
1479         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1480
1481         return (unsigned long)uc_eff.value;
1482 }
1483
1484 /*
1485  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1486  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1487  * updates the rq's clamp value if required.
1488  *
1489  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1490  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1491  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1492  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1493  */
1494 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1495                                     enum uclamp_id clamp_id)
1496 {
1497         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1498         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1499         struct uclamp_bucket *bucket;
1500
1501         lockdep_assert_rq_held(rq);
1502
1503         /* Update task effective clamp */
1504         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1505
1506         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1507         bucket->tasks++;
1508         uc_se->active = true;
1509
1510         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1511
1512         /*
1513          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1514          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1515          */
1516         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1517                 bucket->value = uc_se->value;
1518
1519         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1520                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1521 }
1522
1523 /*
1524  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1525  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1526  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1527  *
1528  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1529  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1530  * enforce the expected state and warn.
1531  */
1532 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1533                                     enum uclamp_id clamp_id)
1534 {
1535         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1536         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1537         struct uclamp_bucket *bucket;
1538         unsigned int bkt_clamp;
1539         unsigned int rq_clamp;
1540
1541         lockdep_assert_rq_held(rq);
1542
1543         /*
1544          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1545          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1546          *
1547          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1548          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1549          * here.
1550          *
1551          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1552          * problem too
1553          *
1554          *      enqueue(taskA)
1555          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1556          *      enqueue(taskB)
1557          *      dequeue(taskA)
1558          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1559          *      dequeue(taskB)
1560          *
1561          * where we could end up with stale data in uc_se and
1562          * bucket[uc_se->bucket_id].
1563          *
1564          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1565          */
1566         if (unlikely(!uc_se->active))
1567                 return;
1568
1569         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1570
1571         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1572         if (likely(bucket->tasks))
1573                 bucket->tasks--;
1574
1575         uc_se->active = false;
1576
1577         /*
1578          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1579          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1580          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1581          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1582          */
1583         if (likely(bucket->tasks))
1584                 return;
1585
1586         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1587         /*
1588          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1589          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1590          */
1591         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1592         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1593                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1594                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1595         }
1596 }
1597
1598 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1599 {
1600         enum uclamp_id clamp_id;
1601
1602         /*
1603          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1604          *
1605          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1606          * sched_uclamp_used is disabled.
1607          */
1608         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1609                 return;
1610
1611         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1612                 return;
1613
1614         for_each_clamp_id(clamp_id)
1615                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1616
1617         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1618         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1619                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1620 }
1621
1622 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1623 {
1624         enum uclamp_id clamp_id;
1625
1626         /*
1627          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1628          *
1629          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1630          * sched_uclamp_used is disabled.
1631          */
1632         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1633                 return;
1634
1635         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1636                 return;
1637
1638         for_each_clamp_id(clamp_id)
1639                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1640 }
1641
1642 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1643                                       enum uclamp_id clamp_id)
1644 {
1645         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1646                 return;
1647
1648         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1649         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1650
1651         /*
1652          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1653          * active tasks on rq.
1654          */
1655         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1656                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1657 }
1658
1659 static inline void
1660 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1661 {
1662         enum uclamp_id clamp_id;
1663         struct rq_flags rf;
1664         struct rq *rq;
1665
1666         /*
1667          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1668          *
1669          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1670          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1671          * enqueues, dequeues and migration operations.
1672          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1673          */
1674         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1675
1676         /*
1677          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1678          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1679          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1680          * it will already see the updated clamp bucket value.
1681          */
1682         for_each_clamp_id(clamp_id)
1683                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1684
1685         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1686 }
1687
1688 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1689 static inline void
1690 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1691 {
1692         struct css_task_iter it;
1693         struct task_struct *p;
1694
1695         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1696         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1697                 uclamp_update_active(p);
1698         css_task_iter_end(&it);
1699 }
1700
1701 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1702 static void uclamp_update_root_tg(void)
1703 {
1704         struct task_group *tg = &root_task_group;
1705
1706         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1707                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1708         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1709                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1710
1711         rcu_read_lock();
1712         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1713         rcu_read_unlock();
1714 }
1715 #else
1716 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1717 #endif
1718
1719 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1720                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1721 {
1722         bool update_root_tg = false;
1723         int old_min, old_max, old_min_rt;
1724         int result;
1725
1726         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1727         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1728         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1729         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1730
1731         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1732         if (result)
1733                 goto undo;
1734         if (!write)
1735                 goto done;
1736
1737         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1738             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1739             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1740
1741                 result = -EINVAL;
1742                 goto undo;
1743         }
1744
1745         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1746                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1747                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1748                 update_root_tg = true;
1749         }
1750         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1751                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1752                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1753                 update_root_tg = true;
1754         }
1755
1756         if (update_root_tg) {
1757                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1758                 uclamp_update_root_tg();
1759         }
1760
1761         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1762                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1763                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1764         }
1765
1766         /*
1767          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1768          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1769          * task enqueue time.
1770          */
1771
1772         goto done;
1773
1774 undo:
1775         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1776         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1777         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1778 done:
1779         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1780
1781         return result;
1782 }
1783
1784 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1785                            const struct sched_attr *attr)
1786 {
1787         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1788         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1789
1790         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1791                 util_min = attr->sched_util_min;
1792
1793                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1794                         return -EINVAL;
1795         }
1796
1797         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1798                 util_max = attr->sched_util_max;
1799
1800                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1801                         return -EINVAL;
1802         }
1803
1804         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1805                 return -EINVAL;
1806
1807         /*
1808          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1809          *
1810          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1811          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1812          * scheduler locks.
1813          */
1814         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1815
1816         return 0;
1817 }
1818
1819 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1820                          enum uclamp_id clamp_id,
1821                          struct uclamp_se *uc_se)
1822 {
1823         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1824         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1825             !uc_se->user_defined)
1826                 return true;
1827
1828         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1829         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1830             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1831             attr->sched_util_min == -1) {
1832                 return true;
1833         }
1834
1835         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1836             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1837             attr->sched_util_max == -1) {
1838                 return true;
1839         }
1840
1841         return false;
1842 }
1843
1844 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1845                                   const struct sched_attr *attr)
1846 {
1847         enum uclamp_id clamp_id;
1848
1849         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1850                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1851                 unsigned int value;
1852
1853                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1854                         continue;
1855
1856                 /*
1857                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1858                  * at runtime.
1859                  */
1860                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1861                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1862                 else
1863                         value = uclamp_none(clamp_id);
1864
1865                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1866
1867         }
1868
1869         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1870                 return;
1871
1872         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1873             attr->sched_util_min != -1) {
1874                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1875                               attr->sched_util_min, true);
1876         }
1877
1878         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1879             attr->sched_util_max != -1) {
1880                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1881                               attr->sched_util_max, true);
1882         }
1883 }
1884
1885 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1886 {
1887         enum uclamp_id clamp_id;
1888
1889         /*
1890          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1891          * as the task is still at its early fork stages.
1892          */
1893         for_each_clamp_id(clamp_id)
1894                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1895
1896         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1897                 return;
1898
1899         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1900                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1901                               uclamp_none(clamp_id), false);
1902         }
1903 }
1904
1905 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1906 {
1907         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1908 }
1909
1910 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1911 {
1912         enum uclamp_id clamp_id;
1913         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1914
1915         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1916                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1917                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1918                 };
1919         }
1920
1921         rq->uclamp_flags = 0;
1922 }
1923
1924 static void __init init_uclamp(void)
1925 {
1926         struct uclamp_se uc_max = {};
1927         enum uclamp_id clamp_id;
1928         int cpu;
1929
1930         for_each_possible_cpu(cpu)
1931                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1932
1933         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1934                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1935                               uclamp_none(clamp_id), false);
1936         }
1937
1938         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1939         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1940         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1941                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1942 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1943                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1944                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1945 #endif
1946         }
1947 }
1948
1949 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1950 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1951 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1952 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1953                                   const struct sched_attr *attr)
1954 {
1955         return -EOPNOTSUPP;
1956 }
1957 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1958                                   const struct sched_attr *attr) { }
1959 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1960 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
1961 static inline void init_uclamp(void) { }
1962 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1963
1964 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
1965 {
1966         return task_on_rq_queued(p);
1967 }
1968
1969 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
1970 {
1971         unsigned long ip = 0;
1972         unsigned int state;
1973
1974         if (!p || p == current)
1975                 return 0;
1976
1977         /* Only get wchan if task is blocked and we can keep it that way. */
1978         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
1979         state = READ_ONCE(p->__state);
1980         smp_rmb(); /* see try_to_wake_up() */
1981         if (state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq)
1982                 ip = __get_wchan(p);
1983         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
1984
1985         return ip;
1986 }
1987
1988 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1989 {
1990         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1991                 update_rq_clock(rq);
1992
1993         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1994                 sched_info_enqueue(rq, p);
1995                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1996         }
1997
1998         uclamp_rq_inc(rq, p);
1999         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
2000
2001         if (sched_core_enabled(rq))
2002                 sched_core_enqueue(rq, p);
2003 }
2004
2005 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2006 {
2007         if (sched_core_enabled(rq))
2008                 sched_core_dequeue(rq, p);
2009
2010         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
2011                 update_rq_clock(rq);
2012
2013         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
2014                 sched_info_dequeue(rq, p);
2015                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2016         }
2017
2018         uclamp_rq_dec(rq, p);
2019         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
2020 }
2021
2022 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2023 {
2024         enqueue_task(rq, p, flags);
2025
2026         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2027 }
2028
2029 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2030 {
2031         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2032
2033         dequeue_task(rq, p, flags);
2034 }
2035
2036 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2037 {
2038         int prio;
2039
2040         if (dl_policy(policy))
2041                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2042         else if (rt_policy(policy))
2043                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2044         else
2045                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2046
2047         return prio;
2048 }
2049
2050 /*
2051  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2052  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2053  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2054  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2055  * estimator recalculates.
2056  */
2057 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2058 {
2059         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2060 }
2061
2062 /*
2063  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2064  * taken into account by the scheduler. This value might
2065  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2066  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2067  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2068  */
2069 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2070 {
2071         p->normal_prio = normal_prio(p);
2072         /*
2073          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2074          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2075          * to the normal priority:
2076          */
2077         if (!rt_prio(p->prio))
2078                 return p->normal_prio;
2079         return p->prio;
2080 }
2081
2082 /**
2083  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2084  * @p: the task in question.
2085  *
2086  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2087  */
2088 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2089 {
2090         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2091 }
2092
2093 /*
2094  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2095  * use the balance_callback list if you want balancing.
2096  *
2097  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2098  * balance_callback().
2099  */
2100 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2101                                        const struct sched_class *prev_class,
2102                                        int oldprio)
2103 {
2104         if (prev_class != p->sched_class) {
2105                 if (prev_class->switched_from)
2106                         prev_class->switched_from(rq, p);
2107
2108                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2109         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2110                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2111 }
2112
2113 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2114 {
2115         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2116                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2117         else if (p->sched_class > rq->curr->sched_class)
2118                 resched_curr(rq);
2119
2120         /*
2121          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2122          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2123          */
2124         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2125                 rq_clock_skip_update(rq);
2126 }
2127
2128 #ifdef CONFIG_SMP
2129
2130 static void
2131 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2132
2133 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2134                                   const struct cpumask *new_mask,
2135                                   u32 flags);
2136
2137 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2138 {
2139         if (likely(!p->migration_disabled))
2140                 return;
2141
2142         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2143                 return;
2144
2145         /*
2146          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2147          */
2148         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2149 }
2150
2151 void migrate_disable(void)
2152 {
2153         struct task_struct *p = current;
2154
2155         if (p->migration_disabled) {
2156                 p->migration_disabled++;
2157                 return;
2158         }
2159
2160         preempt_disable();
2161         this_rq()->nr_pinned++;
2162         p->migration_disabled = 1;
2163         preempt_enable();
2164 }
2165 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2166
2167 void migrate_enable(void)
2168 {
2169         struct task_struct *p = current;
2170
2171         if (p->migration_disabled > 1) {
2172                 p->migration_disabled--;
2173                 return;
2174         }
2175
2176         /*
2177          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2178          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2179          */
2180         preempt_disable();
2181         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2182                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2183         /*
2184          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2185          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2186          * select_fallback_rq) get confused.
2187          */
2188         barrier();
2189         p->migration_disabled = 0;
2190         this_rq()->nr_pinned--;
2191         preempt_enable();
2192 }
2193 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2194
2195 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2196 {
2197         return rq->nr_pinned;
2198 }
2199
2200 /*
2201  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2202  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2203  */
2204 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2205 {
2206         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2207         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2208                 return false;
2209
2210         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2211         if (is_migration_disabled(p))
2212                 return cpu_online(cpu);
2213
2214         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2215         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2216                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2217
2218         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2219         if (kthread_is_per_cpu(p))
2220                 return cpu_online(cpu);
2221
2222         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2223         if (cpu_dying(cpu))
2224                 return false;
2225
2226         /* But are allowed during online. */
2227         return cpu_online(cpu);
2228 }
2229
2230 /*
2231  * This is how migration works:
2232  *
2233  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2234  *    stop_one_cpu().
2235  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2236  *    off the CPU)
2237  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2238  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2239  *    it and puts it into the right queue.
2240  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2241  *    is done.
2242  */
2243
2244 /*
2245  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2246  *
2247  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2248  */
2249 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2250                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2251 {
2252         lockdep_assert_rq_held(rq);
2253
2254         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2255         set_task_cpu(p, new_cpu);
2256         rq_unlock(rq, rf);
2257
2258         rq = cpu_rq(new_cpu);
2259
2260         rq_lock(rq, rf);
2261         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2262         activate_task(rq, p, 0);
2263         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2264
2265         return rq;
2266 }
2267
2268 struct migration_arg {
2269         struct task_struct              *task;
2270         int                             dest_cpu;
2271         struct set_affinity_pending     *pending;
2272 };
2273
2274 /*
2275  * @refs: number of wait_for_completion()
2276  * @stop_pending: is @stop_work in use
2277  */
2278 struct set_affinity_pending {
2279         refcount_t              refs;
2280         unsigned int            stop_pending;
2281         struct completion       done;
2282         struct cpu_stop_work    stop_work;
2283         struct migration_arg    arg;
2284 };
2285
2286 /*
2287  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2288  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2289  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2290  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2291  *
2292  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2293  * as the task is no longer on this CPU.
2294  */
2295 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2296                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2297 {
2298         /* Affinity changed (again). */
2299         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2300                 return rq;
2301
2302         update_rq_clock(rq);
2303         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2304
2305         return rq;
2306 }
2307
2308 /*
2309  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2310  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2311  * 'pushing' onto another runqueue.
2312  */
2313 static int migration_cpu_stop(void *data)
2314 {
2315         struct migration_arg *arg = data;
2316         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2317         struct task_struct *p = arg->task;
2318         struct rq *rq = this_rq();
2319         bool complete = false;
2320         struct rq_flags rf;
2321
2322         /*
2323          * The original target CPU might have gone down and we might
2324          * be on another CPU but it doesn't matter.
2325          */
2326         local_irq_save(rf.flags);
2327         /*
2328          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2329          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2330          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2331          */
2332         flush_smp_call_function_from_idle();
2333
2334         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2335         rq_lock(rq, &rf);
2336
2337         /*
2338          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2339          * p->migration_pending must have remained stable.
2340          */
2341         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2342
2343         /*
2344          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2345          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2346          * we're holding p->pi_lock.
2347          */
2348         if (task_rq(p) == rq) {
2349                 if (is_migration_disabled(p))
2350                         goto out;
2351
2352                 if (pending) {
2353                         p->migration_pending = NULL;
2354                         complete = true;
2355
2356                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2357                                 goto out;
2358                 }
2359
2360                 if (task_on_rq_queued(p))
2361                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2362                 else
2363                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2364
2365                 /*
2366                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2367                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2368                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2369                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2370                  */
2371
2372         } else if (pending) {
2373                 /*
2374                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2375                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2376                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2377                  *
2378                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2379                  * more likely.
2380                  */
2381
2382                 /*
2383                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2384                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2385                  * somewhere allowed, we're done.
2386                  */
2387                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2388                         p->migration_pending = NULL;
2389                         complete = true;
2390                         goto out;
2391                 }
2392
2393                 /*
2394                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2395                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2396                  * it.
2397                  */
2398                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2399                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2400                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2401                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2402                 return 0;
2403         }
2404 out:
2405         if (pending)
2406                 pending->stop_pending = false;
2407         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2408
2409         if (complete)
2410                 complete_all(&pending->done);
2411
2412         return 0;
2413 }
2414
2415 int push_cpu_stop(void *arg)
2416 {
2417         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2418         struct task_struct *p = arg;
2419
2420         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2421         raw_spin_rq_lock(rq);
2422
2423         if (task_rq(p) != rq)
2424                 goto out_unlock;
2425
2426         if (is_migration_disabled(p)) {
2427                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2428                 goto out_unlock;
2429         }
2430
2431         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2432
2433         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2434                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2435
2436         if (!lowest_rq)
2437                 goto out_unlock;
2438
2439         // XXX validate p is still the highest prio task
2440         if (task_rq(p) == rq) {
2441                 deactivate_task(rq, p, 0);
2442                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2443                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2444                 resched_curr(lowest_rq);
2445         }
2446
2447         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2448
2449 out_unlock:
2450         rq->push_busy = false;
2451         raw_spin_rq_unlock(rq);
2452         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2453
2454         put_task_struct(p);
2455         return 0;
2456 }
2457
2458 /*
2459  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2460  * actually call this function.
2461  */
2462 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2463 {
2464         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2465                 p->cpus_ptr = new_mask;
2466                 return;
2467         }
2468
2469         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2470         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2471 }
2472
2473 static void
2474 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2475 {
2476         struct rq *rq = task_rq(p);
2477         bool queued, running;
2478
2479         /*
2480          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2481          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2482          * p->pi_lock.
2483          *
2484          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2485          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2486          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2487          * before finish_task().
2488          *
2489          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2490          */
2491         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2492                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2493         else
2494                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2495
2496         queued = task_on_rq_queued(p);
2497         running = task_current(rq, p);
2498
2499         if (queued) {
2500                 /*
2501                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2502                  * holding rq->lock.
2503                  */
2504                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2505                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2506         }
2507         if (running)
2508                 put_prev_task(rq, p);
2509
2510         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2511
2512         if (queued)
2513                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2514         if (running)
2515                 set_next_task(rq, p);
2516 }
2517
2518 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2519 {
2520         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2521 }
2522
2523 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2524                       int node)
2525 {
2526         if (!src->user_cpus_ptr)
2527                 return 0;
2528
2529         dst->user_cpus_ptr = kmalloc_node(cpumask_size(), GFP_KERNEL, node);
2530         if (!dst->user_cpus_ptr)
2531                 return -ENOMEM;
2532
2533         cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2534         return 0;
2535 }
2536
2537 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2538 {
2539         struct cpumask *user_mask = NULL;
2540
2541         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2542
2543         return user_mask;
2544 }
2545
2546 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2547 {
2548         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2549 }
2550
2551 /*
2552  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2553  *
2554  *
2555  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2556  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2557  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2558  *
2559  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2560  * Consider:
2561  *
2562  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2563  *
2564  *     P0@CPU0                  P1
2565  *
2566  *     migrate_disable();
2567  *     <preempted>
2568  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2569  *
2570  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2571  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2572  * This means we need the following scheme:
2573  *
2574  *     P0@CPU0                  P1
2575  *
2576  *     migrate_disable();
2577  *     <preempted>
2578  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2579  *                                <blocks>
2580  *     <resumes>
2581  *     migrate_enable();
2582  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2583  *       <wakes local stopper>
2584  *                         `--> <woken on migration completion>
2585  *
2586  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2587  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2588  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2589  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2590  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2591  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2592  * moment.
2593  *
2594  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2595  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2596  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2597  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2598  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2599  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2600  *
2601  *
2602  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2603  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2604  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2605  * Migrate-Disable. Consider:
2606  *
2607  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2608  *
2609  *     CPU0               P1                            P2
2610  *     <P0>
2611  *       migrate_disable();
2612  *       <preempted>
2613  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2614  *                          <blocks>
2615  *     <migration/0>
2616  *       migration_cpu_stop()
2617  *         is_migration_disabled()
2618  *           <bails>
2619  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2620  *                                                         <signal completion>
2621  *                          <awakes>
2622  *
2623  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2624  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2625  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2626  */
2627 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2628                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2629 {
2630         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2631         bool stop_pending, complete = false;
2632
2633         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2634         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2635                 struct task_struct *push_task = NULL;
2636
2637                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2638                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2639                         rq->push_busy = true;
2640                         push_task = get_task_struct(p);
2641                 }
2642
2643                 /*
2644                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2645                  * then complete now.
2646                  */
2647                 pending = p->migration_pending;
2648                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2649                         p->migration_pending = NULL;
2650                         complete = true;
2651                 }
2652
2653                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2654
2655                 if (push_task) {
2656                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2657                                             p, &rq->push_work);
2658                 }
2659
2660                 if (complete)
2661                         complete_all(&pending->done);
2662
2663                 return 0;
2664         }
2665
2666         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2667                 /* serialized by p->pi_lock */
2668                 if (!p->migration_pending) {
2669                         /* Install the request */
2670                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2671                         init_completion(&my_pending.done);
2672                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2673                                 .task = p,
2674                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2675                                 .pending = &my_pending,
2676                         };
2677
2678                         p->migration_pending = &my_pending;
2679                 } else {
2680                         pending = p->migration_pending;
2681                         refcount_inc(&pending->refs);
2682                         /*
2683                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2684                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2685                          * we risk a completion of the pending despite having a
2686                          * task on a disallowed CPU.
2687                          *
2688                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2689                          */
2690                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2691                 }
2692         }
2693         pending = p->migration_pending;
2694         /*
2695          * - !MIGRATE_ENABLE:
2696          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2697          *
2698          * - MIGRATE_ENABLE:
2699          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2700          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2701          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2702          *   pending completion.
2703          *
2704          * Either way, we really should have a @pending here.
2705          */
2706         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2707                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2708                 return -EINVAL;
2709         }
2710
2711         if (task_running(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2712                 /*
2713                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2714                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2715                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2716                  */
2717                 stop_pending = pending->stop_pending;
2718                 if (!stop_pending)
2719                         pending->stop_pending = true;
2720
2721                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2722                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2723
2724                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2725
2726                 if (!stop_pending) {
2727                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2728                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2729                 }
2730
2731                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2732                         return 0;
2733         } else {
2734
2735                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2736                         if (task_on_rq_queued(p))
2737                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2738
2739                         if (!pending->stop_pending) {
2740                                 p->migration_pending = NULL;
2741                                 complete = true;
2742                         }
2743                 }
2744                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2745
2746                 if (complete)
2747                         complete_all(&pending->done);
2748         }
2749
2750         wait_for_completion(&pending->done);
2751
2752         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2753                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2754
2755         /*
2756          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2757          * have seen the completion and decremented the refcount
2758          */
2759         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2760
2761         /* ARGH */
2762         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2763
2764         return 0;
2765 }
2766
2767 /*
2768  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
2769  */
2770 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
2771                                          const struct cpumask *new_mask,
2772                                          u32 flags,
2773                                          struct rq *rq,
2774                                          struct rq_flags *rf)
2775         __releases(rq->lock)
2776         __releases(p->pi_lock)
2777 {
2778         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2779         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2780         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
2781         struct cpumask *user_mask = NULL;
2782         unsigned int dest_cpu;
2783         int ret = 0;
2784
2785         update_rq_clock(rq);
2786
2787         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
2788                 /*
2789                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2790                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2791                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2792                  *
2793                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2794                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2795                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2796                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2797                  */
2798                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2799         }
2800
2801         if (!kthread && !cpumask_subset(new_mask, cpu_allowed_mask)) {
2802                 ret = -EINVAL;
2803                 goto out;
2804         }
2805
2806         /*
2807          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2808          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2809          */
2810         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2811                 ret = -EINVAL;
2812                 goto out;
2813         }
2814
2815         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2816                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2817                         goto out;
2818
2819                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2820                                  is_migration_disabled(p) &&
2821                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2822                         ret = -EBUSY;
2823                         goto out;
2824                 }
2825         }
2826
2827         /*
2828          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2829          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2830          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2831          */
2832         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2833         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2834                 ret = -EINVAL;
2835                 goto out;
2836         }
2837
2838         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2839
2840         if (flags & SCA_USER)
2841                 user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
2842
2843         ret = affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, flags);
2844
2845         kfree(user_mask);
2846
2847         return ret;
2848
2849 out:
2850         task_rq_unlock(rq, p, rf);
2851
2852         return ret;
2853 }
2854
2855 /*
2856  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2857  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2858  * is removed from the allowed bitmask.
2859  *
2860  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2861  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2862  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2863  */
2864 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2865                                   const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2866 {
2867         struct rq_flags rf;
2868         struct rq *rq;
2869
2870         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2871         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, flags, rq, &rf);
2872 }
2873
2874 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2875 {
2876         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2877 }
2878 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2879
2880 /*
2881  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
2882  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask
2883  * and pointing @p->user_cpus_ptr to a copy of the old mask.
2884  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
2885  * -EINVAL.
2886  */
2887 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2888                                      struct cpumask *new_mask,
2889                                      const struct cpumask *subset_mask)
2890 {
2891         struct cpumask *user_mask = NULL;
2892         struct rq_flags rf;
2893         struct rq *rq;
2894         int err;
2895
2896         if (!p->user_cpus_ptr) {
2897                 user_mask = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
2898                 if (!user_mask)
2899                         return -ENOMEM;
2900         }
2901
2902         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2903
2904         /*
2905          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
2906          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
2907          * mask entirely.
2908          */
2909         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
2910                 err = -EPERM;
2911                 goto err_unlock;
2912         }
2913
2914         if (!cpumask_and(new_mask, &p->cpus_mask, subset_mask)) {
2915                 err = -EINVAL;
2916                 goto err_unlock;
2917         }
2918
2919         /*
2920          * We're about to butcher the task affinity, so keep track of what
2921          * the user asked for in case we're able to restore it later on.
2922          */
2923         if (user_mask) {
2924                 cpumask_copy(user_mask, p->cpus_ptr);
2925                 p->user_cpus_ptr = user_mask;
2926         }
2927
2928         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, 0, rq, &rf);
2929
2930 err_unlock:
2931         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2932         kfree(user_mask);
2933         return err;
2934 }
2935
2936 /*
2937  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
2938  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpu_ptr to a copy of the
2939  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
2940  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
2941  */
2942 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
2943 {
2944         cpumask_var_t new_mask;
2945         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2946
2947         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
2948
2949         /*
2950          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
2951          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
2952          * lock to ensure that the migration succeeds.
2953          */
2954         cpus_read_lock();
2955         if (!cpumask_available(new_mask))
2956                 goto out_set_mask;
2957
2958         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
2959                 goto out_free_mask;
2960
2961         /*
2962          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
2963          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
2964          */
2965         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
2966         override_mask = new_mask;
2967
2968 out_set_mask:
2969         if (printk_ratelimit()) {
2970                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
2971                                 task_pid_nr(p), p->comm,
2972                                 cpumask_pr_args(override_mask));
2973         }
2974
2975         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
2976 out_free_mask:
2977         cpus_read_unlock();
2978         free_cpumask_var(new_mask);
2979 }
2980
2981 static int
2982 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask);
2983
2984 /*
2985  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
2986  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr(). This will clear (and free)
2987  * @p->user_cpus_ptr.
2988  *
2989  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
2990  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
2991  */
2992 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
2993 {
2994         struct cpumask *user_mask = p->user_cpus_ptr;
2995         unsigned long flags;
2996
2997         /*
2998          * Try to restore the old affinity mask. If this fails, then
2999          * we free the mask explicitly to avoid it being inherited across
3000          * a subsequent fork().
3001          */
3002         if (!user_mask || !__sched_setaffinity(p, user_mask))
3003                 return;
3004
3005         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3006         user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
3007         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3008
3009         kfree(user_mask);
3010 }
3011
3012 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
3013 {
3014 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3015         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
3016
3017         /*
3018          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
3019          * ttwu() will sort out the placement.
3020          */
3021         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
3022
3023         /*
3024          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3025          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3026          * time relying on p->on_rq.
3027          */
3028         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3029                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3030                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3031
3032 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3033         /*
3034          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3035          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3036          *
3037          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3038          * see task_group().
3039          *
3040          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3041          * task_rq_lock().
3042          */
3043         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3044                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3045 #endif
3046         /*
3047          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3048          */
3049         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3050
3051         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3052 #endif
3053
3054         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3055
3056         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3057                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3058                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3059                 p->se.nr_migrations++;
3060                 rseq_migrate(p);
3061                 perf_event_task_migrate(p);
3062         }
3063
3064         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3065 }
3066
3067 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3068 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3069 {
3070         if (task_on_rq_queued(p)) {
3071                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3072                 struct rq_flags srf, drf;
3073
3074                 src_rq = task_rq(p);
3075                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3076
3077                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3078                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3079
3080                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3081                 set_task_cpu(p, cpu);
3082                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3083                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3084
3085                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3086                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3087
3088         } else {
3089                 /*
3090                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3091                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3092                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3093                  */
3094                 p->wake_cpu = cpu;
3095         }
3096 }
3097
3098 struct migration_swap_arg {
3099         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3100         int src_cpu, dst_cpu;
3101 };
3102
3103 static int migrate_swap_stop(void *data)
3104 {
3105         struct migration_swap_arg *arg = data;
3106         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3107         int ret = -EAGAIN;
3108
3109         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3110                 return -EAGAIN;
3111
3112         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3113         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3114
3115         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3116                         &arg->dst_task->pi_lock);
3117         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3118
3119         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3120                 goto unlock;
3121
3122         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3123                 goto unlock;
3124
3125         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3126                 goto unlock;
3127
3128         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3129                 goto unlock;
3130
3131         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3132         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3133
3134         ret = 0;
3135
3136 unlock:
3137         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3138         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3139         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3140
3141         return ret;
3142 }
3143
3144 /*
3145  * Cross migrate two tasks
3146  */
3147 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3148                 int target_cpu, int curr_cpu)
3149 {
3150         struct migration_swap_arg arg;
3151         int ret = -EINVAL;
3152
3153         arg = (struct migration_swap_arg){
3154                 .src_task = cur,
3155                 .src_cpu = curr_cpu,
3156                 .dst_task = p,
3157                 .dst_cpu = target_cpu,
3158         };
3159
3160         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3161                 goto out;
3162
3163         /*
3164          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3165          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3166          */
3167         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3168                 goto out;
3169
3170         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3171                 goto out;
3172
3173         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3174                 goto out;
3175
3176         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3177         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3178
3179 out:
3180         return ret;
3181 }
3182 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3183
3184 /*
3185  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
3186  *
3187  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
3188  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
3189  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
3190  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
3191  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
3192  * @p has remained unscheduled the whole time.
3193  *
3194  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
3195  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
3196  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
3197  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
3198  * waiting to become inactive.
3199  */
3200 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
3201 {
3202         int running, queued;
3203         struct rq_flags rf;
3204         unsigned long ncsw;
3205         struct rq *rq;
3206
3207         for (;;) {
3208                 /*
3209                  * We do the initial early heuristics without holding
3210                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
3211                  * the runqueue lock when things look like they will
3212                  * work out!
3213                  */
3214                 rq = task_rq(p);
3215
3216                 /*
3217                  * If the task is actively running on another CPU
3218                  * still, just relax and busy-wait without holding
3219                  * any locks.
3220                  *
3221                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
3222                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
3223                  * But we don't care, since "task_running()" will
3224                  * return false if the runqueue has changed and p
3225                  * is actually now running somewhere else!
3226                  */
3227                 while (task_running(rq, p)) {
3228                         if (match_state && unlikely(READ_ONCE(p->__state) != match_state))
3229                                 return 0;
3230                         cpu_relax();
3231                 }
3232
3233                 /*
3234                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3235                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3236                  * just go back and repeat.
3237                  */
3238                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3239                 trace_sched_wait_task(p);
3240                 running = task_running(rq, p);
3241                 queued = task_on_rq_queued(p);
3242                 ncsw = 0;
3243                 if (!match_state || READ_ONCE(p->__state) == match_state)
3244                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3245                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3246
3247                 /*
3248                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3249                  */
3250                 if (unlikely(!ncsw))
3251                         break;
3252
3253                 /*
3254                  * Was it really running after all now that we
3255                  * checked with the proper locks actually held?
3256                  *
3257                  * Oops. Go back and try again..
3258                  */
3259                 if (unlikely(running)) {
3260                         cpu_relax();
3261                         continue;
3262                 }
3263
3264                 /*
3265                  * It's not enough that it's not actively running,
3266                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3267                  * preempted!
3268                  *
3269                  * So if it was still runnable (but just not actively
3270                  * running right now), it's preempted, and we should
3271                  * yield - it could be a while.
3272                  */
3273                 if (unlikely(queued)) {
3274                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3275
3276                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3277                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
3278                         continue;
3279                 }
3280
3281                 /*
3282                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3283                  * runnable, which means that it will never become
3284                  * running in the future either. We're all done!
3285                  */
3286                 break;
3287         }
3288
3289         return ncsw;
3290 }
3291
3292 /***
3293  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3294  * @p: the to-be-kicked thread
3295  *
3296  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3297  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3298  *
3299  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3300  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3301  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3302  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3303  * achieved as well.
3304  */
3305 void kick_process(struct task_struct *p)
3306 {
3307         int cpu;
3308
3309         preempt_disable();
3310         cpu = task_cpu(p);
3311         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3312                 smp_send_reschedule(cpu);
3313         preempt_enable();
3314 }
3315 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3316
3317 /*
3318  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3319  *
3320  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3321  *
3322  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3323  *
3324  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3325  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3326  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3327  *    see it.
3328  *
3329  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3330  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3331  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3332  *    off.
3333  *
3334  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3335  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3336  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3337  * to satisfy the above rules.
3338  */
3339 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3340 {
3341         int nid = cpu_to_node(cpu);
3342         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3343         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3344         int dest_cpu;
3345
3346         /*
3347          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3348          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3349          * select the CPU on the other node.
3350          */
3351         if (nid != -1) {
3352                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3353
3354                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3355                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3356                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3357                                 return dest_cpu;
3358                 }
3359         }
3360
3361         for (;;) {
3362                 /* Any allowed, online CPU? */
3363                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3364                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3365                                 continue;
3366
3367                         goto out;
3368                 }
3369
3370                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3371                 switch (state) {
3372                 case cpuset:
3373                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3374                                 state = possible;
3375                                 break;
3376                         }
3377                         fallthrough;
3378                 case possible:
3379                         /*
3380                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3381                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3382                          *
3383                          * More yuck to audit.
3384                          */
3385                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3386                         state = fail;
3387                         break;
3388                 case fail:
3389                         BUG();
3390                         break;
3391                 }
3392         }
3393
3394 out:
3395         if (state != cpuset) {
3396                 /*
3397                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3398                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3399                  * leave kernel.
3400                  */
3401                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3402                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3403                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3404                 }
3405         }
3406
3407         return dest_cpu;
3408 }
3409
3410 /*
3411  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3412  */
3413 static inline
3414 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3415 {
3416         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3417
3418         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3419                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3420         else
3421                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3422
3423         /*
3424          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3425          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3426          * CPU.
3427          *
3428          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3429          *
3430          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3431          *   not worry about this generic constraint ]
3432          */
3433         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3434                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3435
3436         return cpu;
3437 }
3438
3439 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3440 {
3441         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3442         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3443         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3444
3445         if (stop) {
3446                 /*
3447                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3448                  * userspace knows about and won't get confused about.
3449                  *
3450                  * Also, it will make PI more or less work without too
3451                  * much confusion -- but then, stop work should not
3452                  * rely on PI working anyway.
3453                  */
3454                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3455
3456                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3457
3458                 /*
3459                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3460                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3461                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3462                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3463                  * around the current task.
3464                  *
3465                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3466                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3467                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3468                  * own class.
3469                  */
3470                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3471         }
3472
3473         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3474
3475         if (old_stop) {
3476                 /*
3477                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3478                  * it can die in pieces.
3479                  */
3480                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3481         }
3482 }
3483
3484 #else /* CONFIG_SMP */
3485
3486 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3487                                          const struct cpumask *new_mask,
3488                                          u32 flags)
3489 {
3490         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3491 }
3492
3493 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3494
3495 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3496 {
3497         return false;
3498 }
3499
3500 #endif /* !CONFIG_SMP */
3501
3502 static void
3503 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3504 {
3505         struct rq *rq;
3506
3507         if (!schedstat_enabled())
3508                 return;
3509
3510         rq = this_rq();
3511
3512 #ifdef CONFIG_SMP
3513         if (cpu == rq->cpu) {
3514                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3515                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_local);
3516         } else {
3517                 struct sched_domain *sd;
3518
3519                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_remote);
3520                 rcu_read_lock();
3521                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3522                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3523                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3524                                 break;
3525                         }
3526                 }
3527                 rcu_read_unlock();
3528         }
3529
3530         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3531                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_migrate);
3532 #endif /* CONFIG_SMP */
3533
3534         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3535         __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups);
3536
3537         if (wake_flags & WF_SYNC)
3538                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_sync);
3539 }
3540
3541 /*
3542  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3543  */
3544 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3545                            struct rq_flags *rf)
3546 {
3547         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3548         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3549         trace_sched_wakeup(p);
3550
3551 #ifdef CONFIG_SMP
3552         if (p->sched_class->task_woken) {
3553                 /*
3554                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3555                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3556                  */
3557                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3558                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3559                 rq_repin_lock(rq, rf);
3560         }
3561
3562         if (rq->idle_stamp) {
3563                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3564                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3565
3566                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3567
3568                 if (rq->avg_idle > max)
3569                         rq->avg_idle = max;
3570
3571                 rq->wake_stamp = jiffies;
3572                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3573
3574                 rq->idle_stamp = 0;
3575         }
3576 #endif
3577 }
3578
3579 static void
3580 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3581                  struct rq_flags *rf)
3582 {
3583         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3584
3585         lockdep_assert_rq_held(rq);
3586
3587         if (p->sched_contributes_to_load)
3588                 rq->nr_uninterruptible--;
3589
3590 #ifdef CONFIG_SMP
3591         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3592                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3593         else
3594 #endif
3595         if (p->in_iowait) {
3596                 delayacct_blkio_end(p);
3597                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3598         }
3599
3600         activate_task(rq, p, en_flags);
3601         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3602 }
3603
3604 /*
3605  * Consider @p being inside a wait loop:
3606  *
3607  *   for (;;) {
3608  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3609  *
3610  *      if (CONDITION)
3611  *         break;
3612  *
3613  *      schedule();
3614  *   }
3615  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3616  *
3617  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3618  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3619  * an atomic manner.
3620  *
3621  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3622  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3623  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3624  * need to do a full wakeup with enqueue.
3625  *
3626  * Returns: %true when the wakeup is done,
3627  *          %false otherwise.
3628  */
3629 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3630 {
3631         struct rq_flags rf;
3632         struct rq *rq;
3633         int ret = 0;
3634
3635         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3636         if (task_on_rq_queued(p)) {
3637                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3638                 update_rq_clock(rq);
3639                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3640                 ret = 1;
3641         }
3642         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3643
3644         return ret;
3645 }
3646
3647 #ifdef CONFIG_SMP
3648 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3649 {
3650         struct llist_node *llist = arg;
3651         struct rq *rq = this_rq();
3652         struct task_struct *p, *t;
3653         struct rq_flags rf;
3654
3655         if (!llist)
3656                 return;
3657
3658         /*
3659          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3660          * Races such that false-negatives are possible, since they
3661          * are shorter lived that false-positives would be.
3662          */
3663         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3664
3665         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3666         update_rq_clock(rq);
3667
3668         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3669                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3670                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3671
3672                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3673                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3674
3675                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3676         }
3677
3678         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3679 }
3680
3681 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3682 {
3683         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3684
3685         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3686                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3687         else
3688                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3689 }
3690
3691 /*
3692  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3693  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3694  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3695  * of the wakeup instead of the waker.
3696  */
3697 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3698 {
3699         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3700
3701         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3702
3703         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3704         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3705 }
3706
3707 void wake_up_if_idle(int cpu)
3708 {
3709         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3710         struct rq_flags rf;
3711
3712         rcu_read_lock();
3713
3714         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3715                 goto out;
3716
3717         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3718         if (is_idle_task(rq->curr))
3719                 resched_curr(rq);
3720         /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3721         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3722
3723 out:
3724         rcu_read_unlock();
3725 }
3726
3727 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3728 {
3729         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3730 }
3731
3732 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
3733 {
3734         /*
3735          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3736          * in hotplug state.
3737          */
3738         if (!cpu_active(cpu))
3739                 return false;
3740
3741         /*
3742          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3743          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3744          */
3745         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3746                 return true;
3747
3748         /*
3749          * If the task is descheduling and the only running task on the
3750          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
3751          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
3752          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
3753          */
3754         if ((wake_flags & WF_ON_CPU) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
3755                 return true;
3756
3757         return false;
3758 }
3759
3760 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3761 {
3762         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
3763                 if (WARN_ON_ONCE(cpu == smp_processor_id()))
3764                         return false;
3765
3766                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3767                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3768                 return true;
3769         }
3770
3771         return false;
3772 }
3773
3774 #else /* !CONFIG_SMP */
3775
3776 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3777 {
3778         return false;
3779 }
3780
3781 #endif /* CONFIG_SMP */
3782
3783 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3784 {
3785         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3786         struct rq_flags rf;
3787
3788         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3789                 return;
3790
3791         rq_lock(rq, &rf);
3792         update_rq_clock(rq);
3793         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3794         rq_unlock(rq, &rf);
3795 }
3796
3797 /*
3798  * Invoked from try_to_wake_up() to check whether the task can be woken up.
3799  *
3800  * The caller holds p::pi_lock if p != current or has preemption
3801  * disabled when p == current.
3802  *
3803  * The rules of PREEMPT_RT saved_state:
3804  *
3805  *   The related locking code always holds p::pi_lock when updating
3806  *   p::saved_state, which means the code is fully serialized in both cases.
3807  *
3808  *   The lock wait and lock wakeups happen via TASK_RTLOCK_WAIT. No other
3809  *   bits set. This allows to distinguish all wakeup scenarios.
3810  */
3811 static __always_inline
3812 bool ttwu_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state, int *success)
3813 {
3814         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
3815                 WARN_ON_ONCE((state & TASK_RTLOCK_WAIT) &&
3816                              state != TASK_RTLOCK_WAIT);
3817         }
3818
3819         if (READ_ONCE(p->__state) & state) {
3820                 *success = 1;
3821                 return true;
3822         }
3823
3824 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
3825         /*
3826          * Saved state preserves the task state across blocking on
3827          * an RT lock.  If the state matches, set p::saved_state to
3828          * TASK_RUNNING, but do not wake the task because it waits
3829          * for a lock wakeup. Also indicate success because from
3830          * the regular waker's point of view this has succeeded.
3831          *
3832          * After acquiring the lock the task will restore p::__state
3833          * from p::saved_state which ensures that the regular
3834          * wakeup is not lost. The restore will also set
3835          * p::saved_state to TASK_RUNNING so any further tests will
3836          * not result in false positives vs. @success
3837          */
3838         if (p->saved_state & state) {
3839                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
3840                 *success = 1;
3841         }
3842 #endif
3843         return false;
3844 }
3845
3846 /*
3847  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3848  *
3849  *  MIGRATION
3850  *
3851  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3852  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3853  * execution on its new CPU [c1].
3854  *
3855  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3856  *
3857  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3858  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3859  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3860  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3861  *
3862  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3863  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3864  *
3865  * Example:
3866  *
3867  *   CPU0            CPU1            CPU2
3868  *
3869  *   LOCK rq(0)->lock
3870  *   sched-out X
3871  *   sched-in Y
3872  *   UNLOCK rq(0)->lock
3873  *
3874  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3875  *                                   dequeue X
3876  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3877  *
3878  *                                   LOCK rq(1)->lock
3879  *                                   enqueue X
3880  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3881  *
3882  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3883  *                   sched-out Z
3884  *                   sched-in X
3885  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3886  *
3887  *
3888  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3889  *
3890  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3891  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3892  * chain to provide order. Instead we do:
3893  *
3894  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3895  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3896  *
3897  * Example:
3898  *
3899  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3900  *
3901  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3902  *   dequeue X
3903  *   sched-out X
3904  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3905  *
3906  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3907  *                    X->state = WAKING
3908  *                    set_task_cpu(X,2)
3909  *
3910  *                    LOCK rq(2)->lock
3911  *                    enqueue X
3912  *                    X->state = RUNNING
3913  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3914  *
3915  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3916  *                                          sched-out Z
3917  *                                          sched-in X
3918  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
3919  *
3920  *                    UNLOCK X->pi_lock
3921  *   UNLOCK rq(0)->lock
3922  *
3923  *
3924  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
3925  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
3926  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
3927  */
3928
3929 /**
3930  * try_to_wake_up - wake up a thread
3931  * @p: the thread to be awakened
3932  * @state: the mask of task states that can be woken
3933  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
3934  *
3935  * Conceptually does:
3936  *
3937  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
3938  *
3939  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
3940  *
3941  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
3942  *
3943  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
3944  * with set_current_state().
3945  *
3946  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
3947  *
3948  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
3949  *  - p->sched_class
3950  *  - p->cpus_ptr
3951  *  - p->sched_task_group
3952  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
3953  *
3954  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
3955  * Takes rq->lock in:
3956  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
3957  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
3958  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
3959  *
3960  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
3961  * many memory barriers and their comments for details.
3962  *
3963  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
3964  *         %false otherwise.
3965  */
3966 static int
3967 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
3968 {
3969         unsigned long flags;
3970         int cpu, success = 0;
3971
3972         preempt_disable();
3973         if (p == current) {
3974                 /*
3975                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
3976                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
3977                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
3978                  * without taking any locks.
3979                  *
3980                  * In particular:
3981                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
3982                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
3983                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
3984                  */
3985                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
3986                         goto out;
3987
3988                 trace_sched_waking(p);
3989                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3990                 trace_sched_wakeup(p);
3991                 goto out;
3992         }
3993
3994         /*
3995          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
3996          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
3997          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
3998          * in set_current_state() that the waiting thread does.
3999          */
4000         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4001         smp_mb__after_spinlock();
4002         if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4003                 goto unlock;
4004
4005         trace_sched_waking(p);
4006
4007         /*
4008          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
4009          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
4010          * in smp_cond_load_acquire() below.
4011          *
4012          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
4013          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
4014          *   UNLOCK rq->lock
4015          *
4016          * __schedule() (switch to task 'p')
4017          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4018          *   smp_mb__after_spinlock();
4019          *   UNLOCK rq->lock
4020          *
4021          * [task p]
4022          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
4023          *
4024          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4025          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4026          *
4027          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
4028          */
4029         smp_rmb();
4030         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
4031                 goto unlock;
4032
4033 #ifdef CONFIG_SMP
4034         /*
4035          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
4036          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
4037          *
4038          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
4039          * from the runqueue.
4040          *
4041          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
4042          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
4043          *   UNLOCK rq->lock
4044          *
4045          * __schedule() (put 'p' to sleep)
4046          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4047          *   smp_mb__after_spinlock();
4048          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
4049          *
4050          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4051          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4052          *
4053          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
4054          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
4055          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
4056          */
4057         smp_acquire__after_ctrl_dep();
4058
4059         /*
4060          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
4061          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
4062          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
4063          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4064          */
4065         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4066
4067         /*
4068          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4069          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4070          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4071          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4072          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4073          *
4074          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4075          *
4076          * set_task_cpu(p, cpu);
4077          *   STORE p->cpu = @cpu
4078          * __schedule() (switch to task 'p')
4079          *   LOCK rq->lock
4080          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4081          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4082          *
4083          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4084          * scheduling.
4085          */
4086         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4087             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags | WF_ON_CPU))
4088                 goto unlock;
4089
4090         /*
4091          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4092          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4093          *
4094          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4095          *
4096          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4097          * their previous state and preserve Program Order.
4098          */
4099         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4100
4101         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4102         if (task_cpu(p) != cpu) {
4103                 if (p->in_iowait) {
4104                         delayacct_blkio_end(p);
4105                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4106                 }
4107
4108                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4109                 psi_ttwu_dequeue(p);
4110                 set_task_cpu(p, cpu);
4111         }
4112 #else
4113         cpu = task_cpu(p);
4114 #endif /* CONFIG_SMP */
4115
4116         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4117 unlock:
4118         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4119 out:
4120         if (success)
4121                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4122         preempt_enable();
4123
4124         return success;
4125 }
4126
4127 /**
4128  * task_call_func - Invoke a function on task in fixed state
4129  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4130  * @func: Function to invoke.
4131  * @arg: Argument to function.
4132  *
4133  * Fix the task in it's current state by avoiding wakeups and or rq operations
4134  * and call @func(@arg) on it.  This function can use ->on_rq and task_curr()
4135  * to work out what the state is, if required.  Given that @func can be invoked
4136  * with a runqueue lock held, it had better be quite lightweight.
4137  *
4138  * Returns:
4139  *   Whatever @func returns
4140  */
4141 int task_call_func(struct task_struct *p, task_call_f func, void *arg)
4142 {
4143         struct rq *rq = NULL;
4144         unsigned int state;
4145         struct rq_flags rf;
4146         int ret;
4147
4148         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4149
4150         state = READ_ONCE(p->__state);
4151
4152         /*
4153          * Ensure we load p->on_rq after p->__state, otherwise it would be
4154          * possible to, falsely, observe p->on_rq == 0.
4155          *
4156          * See try_to_wake_up() for a longer comment.
4157          */
4158         smp_rmb();
4159
4160         /*
4161          * Since pi->lock blocks try_to_wake_up(), we don't need rq->lock when
4162          * the task is blocked. Make sure to check @state since ttwu() can drop
4163          * locks at the end, see ttwu_queue_wakelist().
4164          */
4165         if (state == TASK_RUNNING || state == TASK_WAKING || p->on_rq)
4166                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4167
4168         /*
4169          * At this point the task is pinned; either:
4170          *  - blocked and we're holding off wakeups      (pi->lock)
4171          *  - woken, and we're holding off enqueue       (rq->lock)
4172          *  - queued, and we're holding off schedule     (rq->lock)
4173          *  - running, and we're holding off de-schedule (rq->lock)
4174          *
4175          * The called function (@func) can use: task_curr(), p->on_rq and
4176          * p->__state to differentiate between these states.
4177          */
4178         ret = func(p, arg);
4179
4180         if (rq)
4181                 rq_unlock(rq, &rf);
4182
4183         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4184         return ret;
4185 }
4186
4187 /**
4188  * wake_up_process - Wake up a specific process
4189  * @p: The process to be woken up.
4190  *
4191  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4192  * processes.
4193  *
4194  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4195  *
4196  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4197  */
4198 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4199 {
4200         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4201 }
4202 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4203
4204 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4205 {
4206         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4207 }
4208
4209 /*
4210  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4211  * p is forked by current.
4212  *
4213  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4214  */
4215 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4216 {
4217         p->on_rq                        = 0;
4218
4219         p->se.on_rq                     = 0;
4220         p->se.exec_start                = 0;
4221         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4222         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4223         p->se.nr_migrations             = 0;
4224         p->se.vruntime                  = 0;
4225         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4226
4227 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4228         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4229 #endif
4230
4231 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4232         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4233         memset(&p->stats, 0, sizeof(p->stats));
4234 #endif
4235
4236         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4237         init_dl_task_timer(&p->dl);
4238         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4239         __dl_clear_params(p);
4240
4241         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4242         p->rt.timeout           = 0;
4243         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4244         p->rt.on_rq             = 0;
4245         p->rt.on_list           = 0;
4246
4247 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4248         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4249 #endif
4250
4251 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4252         p->capture_control = NULL;
4253 #endif
4254         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4255 #ifdef CONFIG_SMP
4256         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4257         p->migration_pending = NULL;
4258 #endif
4259 }
4260
4261 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4262
4263 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4264
4265 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4266 {
4267         if (enabled)
4268                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4269         else
4270                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4271 }
4272
4273 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4274 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4275                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4276 {
4277         struct ctl_table t;
4278         int err;
4279         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
4280
4281         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4282                 return -EPERM;
4283
4284         t = *table;
4285         t.data = &state;
4286         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4287         if (err < 0)
4288                 return err;
4289         if (write)
4290                 set_numabalancing_state(state);
4291         return err;
4292 }
4293 #endif
4294 #endif
4295
4296 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4297
4298 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4299
4300 static void set_schedstats(bool enabled)
4301 {
4302         if (enabled)
4303                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4304         else
4305                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4306 }
4307
4308 void force_schedstat_enabled(void)
4309 {
4310         if (!schedstat_enabled()) {
4311                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4312                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4313         }
4314 }
4315
4316 static int __init setup_schedstats(char *str)
4317 {
4318         int ret = 0;
4319         if (!str)
4320                 goto out;
4321
4322         if (!strcmp(str, "enable")) {
4323                 set_schedstats(true);
4324                 ret = 1;
4325         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4326                 set_schedstats(false);
4327                 ret = 1;
4328         }
4329 out:
4330         if (!ret)
4331                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4332
4333         return ret;
4334 }
4335 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4336
4337 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4338 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4339                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4340 {
4341         struct ctl_table t;
4342         int err;
4343         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4344
4345         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4346                 return -EPERM;
4347
4348         t = *table;
4349         t.data = &state;
4350         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4351         if (err < 0)
4352                 return err;
4353         if (write)
4354                 set_schedstats(state);
4355         return err;
4356 }
4357 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4358 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4359
4360 /*
4361  * fork()/clone()-time setup:
4362  */
4363 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4364 {
4365         __sched_fork(clone_flags, p);
4366         /*
4367          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4368          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4369          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4370          */
4371         p->__state = TASK_NEW;
4372
4373         /*
4374          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4375          */
4376         p->prio = current->normal_prio;
4377
4378         uclamp_fork(p);
4379
4380         /*
4381          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4382          */
4383         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4384                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4385                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4386                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4387                         p->rt_priority = 0;
4388                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4389                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4390
4391                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4392                 set_load_weight(p, false);
4393
4394                 /*
4395                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4396                  * fulfilled its duty:
4397                  */
4398                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4399         }
4400
4401         if (dl_prio(p->prio))
4402                 return -EAGAIN;
4403         else if (rt_prio(p->prio))
4404                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4405         else
4406                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4407
4408         init_entity_runnable_average(&p->se);
4409
4410 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4411         if (likely(sched_info_on()))
4412                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4413 #endif
4414 #if defined(CONFIG_SMP)
4415         p->on_cpu = 0;
4416 #endif
4417         init_task_preempt_count(p);
4418 #ifdef CONFIG_SMP
4419         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4420         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4421 #endif
4422         return 0;
4423 }
4424
4425 void sched_post_fork(struct task_struct *p, struct kernel_clone_args *kargs)
4426 {
4427         unsigned long flags;
4428 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4429         struct task_group *tg;
4430 #endif
4431
4432         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4433 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4434         tg = container_of(kargs->cset->subsys[cpu_cgrp_id],
4435                           struct task_group, css);
4436         p->sched_task_group = autogroup_task_group(p, tg);
4437 #endif
4438         rseq_migrate(p);
4439         /*
4440          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4441          * so use __set_task_cpu().
4442          */
4443         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4444         if (p->sched_class->task_fork)
4445                 p->sched_class->task_fork(p);
4446         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4447
4448         uclamp_post_fork(p);
4449 }
4450
4451 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4452 {
4453         if (runtime == RUNTIME_INF)
4454                 return BW_UNIT;
4455
4456         /*
4457          * Doing this here saves a lot of checks in all
4458          * the calling paths, and returning zero seems
4459          * safe for them anyway.
4460          */
4461         if (period == 0)
4462                 return 0;
4463
4464         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4465 }
4466
4467 /*
4468  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4469  *
4470  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4471  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4472  * on the runqueue and wakes it.
4473  */
4474 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4475 {
4476         struct rq_flags rf;
4477         struct rq *rq;
4478
4479         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4480         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4481 #ifdef CONFIG_SMP
4482         /*
4483          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4484          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4485          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4486          *
4487          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4488          * as we're not fully set-up yet.
4489          */
4490         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4491         rseq_migrate(p);
4492         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4493 #endif
4494         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4495         update_rq_clock(rq);
4496         post_init_entity_util_avg(p);
4497
4498         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4499         trace_sched_wakeup_new(p);
4500         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4501 #ifdef CONFIG_SMP
4502         if (p->sched_class->task_woken) {
4503                 /*
4504                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4505                  * drop it.
4506                  */
4507                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4508                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4509                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4510         }
4511 #endif
4512         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4513 }
4514
4515 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4516
4517 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4518
4519 void preempt_notifier_inc(void)
4520 {
4521         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4522 }
4523 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4524
4525 void preempt_notifier_dec(void)
4526 {
4527         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4528 }
4529 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4530
4531 /**
4532  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4533  * @notifier: notifier struct to register
4534  */
4535 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4536 {
4537         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4538                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4539
4540         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4541 }
4542 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4543
4544 /**
4545  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4546  * @notifier: notifier struct to unregister
4547  *
4548  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4549  */
4550 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4551 {
4552         hlist_del(&notifier->link);
4553 }
4554 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4555
4556 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4557 {
4558         struct preempt_notifier *notifier;
4559
4560         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4561                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4562 }
4563
4564 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4565 {
4566         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4567                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4568 }
4569
4570 static void
4571 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4572                                    struct task_struct *next)
4573 {
4574         struct preempt_notifier *notifier;
4575
4576         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4577                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4578 }
4579
4580 static __always_inline void
4581 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4582                                  struct task_struct *next)
4583 {
4584         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4585                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4586 }
4587
4588 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4589
4590 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4591 {
4592 }
4593
4594 static inline void
4595 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4596                                  struct task_struct *next)
4597 {
4598 }
4599
4600 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4601
4602 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4603 {
4604 #ifdef CONFIG_SMP
4605         /*
4606          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4607          * such that any running task will have this set.
4608          *
4609          * See the ttwu() WF_ON_CPU case and its ordering comment.
4610          */
4611         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4612 #endif
4613 }
4614
4615 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4616 {
4617 #ifdef CONFIG_SMP
4618         /*
4619          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4620          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4621          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4622          * finished.
4623          *
4624          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4625          * happen before this.
4626          *
4627          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4628          */
4629         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4630 #endif
4631 }
4632
4633 #ifdef CONFIG_SMP
4634
4635 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4636 {
4637         void (*func)(struct rq *rq);
4638         struct callback_head *next;
4639
4640         lockdep_assert_rq_held(rq);
4641
4642         while (head) {
4643                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4644                 next = head->next;
4645                 head->next = NULL;
4646                 head = next;
4647
4648                 func(rq);
4649         }
4650 }
4651
4652 static void balance_push(struct rq *rq);
4653
4654 struct callback_head balance_push_callback = {
4655         .next = NULL,
4656         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4657 };
4658
4659 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4660 {
4661         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4662
4663         lockdep_assert_rq_held(rq);
4664         if (head)
4665                 rq->balance_callback = NULL;
4666
4667         return head;
4668 }
4669
4670 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4671 {
4672         do_balance_callbacks(rq, splice_balance_callbacks(rq));
4673 }
4674
4675 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4676 {
4677         unsigned long flags;
4678
4679         if (unlikely(head)) {
4680                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4681                 do_balance_callbacks(rq, head);
4682                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4683         }
4684 }
4685
4686 #else
4687
4688 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4689 {
4690 }
4691
4692 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4693 {
4694         return NULL;
4695 }
4696
4697 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4698 {
4699 }
4700
4701 #endif
4702
4703 static inline void
4704 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4705 {
4706         /*
4707          * Since the runqueue lock will be released by the next
4708          * task (which is an invalid locking op but in the case
4709          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4710          * do an early lockdep release here:
4711          */
4712         rq_unpin_lock(rq, rf);
4713         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4714 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4715         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4716         rq_lockp(rq)->owner = next;
4717 #endif
4718 }
4719
4720 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4721 {
4722         /*
4723          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4724          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4725          * prev into current:
4726          */
4727         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4728         __balance_callbacks(rq);
4729         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4730 }
4731
4732 /*
4733  * NOP if the arch has not defined these:
4734  */
4735
4736 #ifndef prepare_arch_switch
4737 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4738 #endif
4739
4740 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4741 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4742 #endif
4743
4744 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4745 {
4746 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4747         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4748                 __kmap_local_sched_out();
4749 #endif
4750 }
4751
4752 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4753 {
4754 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4755         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4756                 __kmap_local_sched_in();
4757 #endif
4758 }
4759
4760 /**
4761  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4762  * @rq: the runqueue preparing to switch
4763  * @prev: the current task that is being switched out
4764  * @next: the task we are going to switch to.
4765  *
4766  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4767  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4768  * switch.
4769  *
4770  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4771  * hooks.
4772  */
4773 static inline void
4774 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4775                     struct task_struct *next)
4776 {
4777         kcov_prepare_switch(prev);
4778         sched_info_switch(rq, prev, next);
4779         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4780         rseq_preempt(prev);
4781         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4782         kmap_local_sched_out();
4783         prepare_task(next);
4784         prepare_arch_switch(next);
4785 }
4786
4787 /**
4788  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4789  * @prev: the thread we just switched away from.
4790  *
4791  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4792  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4793  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4794  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4795  *
4796  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4797  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4798  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4799  * details.)
4800  *
4801  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4802  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4803  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4804  * because prev may have moved to another CPU.
4805  */
4806 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4807         __releases(rq->lock)
4808 {
4809         struct rq *rq = this_rq();
4810         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4811         long prev_state;
4812
4813         /*
4814          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
4815          * because it left us after:
4816          *
4817          *      schedule()
4818          *        preempt_disable();                    // 1
4819          *        __schedule()
4820          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
4821          *
4822          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
4823          */
4824         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
4825                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
4826                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
4827                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
4828
4829         rq->prev_mm = NULL;
4830
4831         /*
4832          * A task struct has one reference for the use as "current".
4833          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
4834          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
4835          * the scheduled task must drop that reference.
4836          *
4837          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
4838          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
4839          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
4840          * transition, resulting in a double drop.
4841          */
4842         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
4843         vtime_task_switch(prev);
4844         perf_event_task_sched_in(prev, current);
4845         finish_task(prev);
4846         tick_nohz_task_switch();
4847         finish_lock_switch(rq);
4848         finish_arch_post_lock_switch();
4849         kcov_finish_switch(current);
4850         /*
4851          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
4852          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
4853          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
4854          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
4855          * disabled either.
4856          */
4857         kmap_local_sched_in();
4858
4859         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
4860         /*
4861          * When switching through a kernel thread, the loop in
4862          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
4863          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
4864          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
4865          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
4866          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
4867          *
4868          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
4869          *   provided by mmdrop(),
4870          * - a sync_core for SYNC_CORE.
4871          */
4872         if (mm) {
4873                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
4874                 mmdrop_sched(mm);
4875         }
4876         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
4877                 if (prev->sched_class->task_dead)
4878                         prev->sched_class->task_dead(prev);
4879
4880                 /* Task is done with its stack. */
4881                 put_task_stack(prev);
4882
4883                 put_task_struct_rcu_user(prev);
4884         }
4885
4886         return rq;
4887 }
4888
4889 /**
4890  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
4891  * @prev: the thread we just switched away from.
4892  */
4893 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
4894         __releases(rq->lock)
4895 {
4896         /*
4897          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
4898          * finish_task_switch() for details.
4899          *
4900          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
4901          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
4902          * PREEMPT_COUNT kernels).
4903          */
4904
4905         finish_task_switch(prev);
4906         preempt_enable();
4907
4908         if (current->set_child_tid)
4909                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
4910
4911         calculate_sigpending();
4912 }
4913
4914 /*
4915  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
4916  */
4917 static __always_inline struct rq *
4918 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4919                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4920 {
4921         prepare_task_switch(rq, prev, next);
4922
4923         /*
4924          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
4925          * combine the page table reload and the switch backend into
4926          * one hypercall.
4927          */
4928         arch_start_context_switch(prev);
4929
4930         /*
4931          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
4932          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
4933          *
4934          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
4935          *   user ->   user   switch
4936          */
4937         if (!next->mm) {                                // to kernel
4938                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
4939
4940                 next->active_mm = prev->active_mm;
4941                 if (prev->mm)                           // from user
4942                         mmgrab(prev->active_mm);
4943                 else
4944                         prev->active_mm = NULL;
4945         } else {                                        // to user
4946                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
4947                 /*
4948                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
4949                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
4950                  *
4951                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
4952                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
4953                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
4954                  */
4955                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
4956
4957                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
4958                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
4959                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
4960                         prev->active_mm = NULL;
4961                 }
4962         }
4963
4964         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4965
4966         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
4967
4968         /* Here we just switch the register state and the stack. */
4969         switch_to(prev, next, prev);
4970         barrier();
4971
4972         return finish_task_switch(prev);
4973 }
4974
4975 /*
4976  * nr_running and nr_context_switches:
4977  *
4978  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
4979  * threads, total number of context switches performed since bootup.
4980  */
4981 unsigned int nr_running(void)
4982 {
4983         unsigned int i, sum = 0;
4984
4985         for_each_online_cpu(i)
4986                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
4987
4988         return sum;
4989 }
4990
4991 /*
4992  * Check if only the current task is running on the CPU.
4993  *
4994  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
4995  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
4996  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
4997  *
4998  * - from a non-preemptible section (of course)
4999  *
5000  * - from a thread that is bound to a single CPU
5001  *
5002  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
5003  */
5004 bool single_task_running(void)
5005 {
5006         return raw_rq()->nr_running == 1;
5007 }
5008 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
5009
5010 unsigned long long nr_context_switches(void)
5011 {
5012         int i;
5013         unsigned long long sum = 0;
5014
5015         for_each_possible_cpu(i)
5016                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
5017
5018         return sum;
5019 }
5020
5021 /*
5022  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
5023  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
5024  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
5025  * it does become runnable.
5026  */
5027
5028 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
5029 {
5030         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
5031 }
5032
5033 /*
5034  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
5035  *
5036  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
5037  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
5038  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
5039  *
5040  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
5041  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
5042  * running and we'd not be idle.
5043  *
5044  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
5045  * is broken.
5046  *
5047  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
5048  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
5049  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
5050  * utilising both CPUs.
5051  *
5052  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
5053  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
5054  *
5055  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
5056  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
5057  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
5058  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
5059  *
5060  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
5061  */
5062
5063 unsigned int nr_iowait(void)
5064 {
5065         unsigned int i, sum = 0;
5066
5067         for_each_possible_cpu(i)
5068                 sum += nr_iowait_cpu(i);
5069
5070         return sum;
5071 }
5072
5073 #ifdef CONFIG_SMP
5074
5075 /*
5076  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5077  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5078  */
5079 void sched_exec(void)
5080 {
5081         struct task_struct *p = current;
5082         unsigned long flags;
5083         int dest_cpu;
5084
5085         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5086         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5087         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5088                 goto unlock;
5089
5090         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5091                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5092
5093                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5094                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5095                 return;
5096         }
5097 unlock:
5098         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5099 }
5100
5101 #endif
5102
5103 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5104 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5105
5106 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5107 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5108
5109 /*
5110  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5111  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5112  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5113  * Prefetching this data results in improved performance.
5114  */
5115 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5116 {
5117 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5118         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5119 #else
5120         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5121 #endif
5122         prefetch(curr);
5123         prefetch(&curr->exec_start);
5124 }
5125
5126 /*
5127  * Return accounted runtime for the task.
5128  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5129  * pending runtime that have not been accounted yet.
5130  */
5131 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5132 {
5133         struct rq_flags rf;
5134         struct rq *rq;
5135         u64 ns;
5136
5137 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5138         /*
5139          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5140          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5141          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5142          *
5143          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5144          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5145          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5146          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5147          * been accounted, so we're correct here as well.
5148          */
5149         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5150                 return p->se.sum_exec_runtime;
5151 #endif
5152
5153         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5154         /*
5155          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5156          * project cycles that may never be accounted to this
5157          * thread, breaking clock_gettime().
5158          */
5159         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5160                 prefetch_curr_exec_start(p);
5161                 update_rq_clock(rq);
5162                 p->sched_class->update_curr(rq);
5163         }
5164         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5165         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5166
5167         return ns;
5168 }
5169
5170 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5171 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5172 {
5173         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5174         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5175         static bool warned_once;
5176
5177         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5178                 return 0;
5179
5180         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5181                 return 0;
5182
5183         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5184                 return 0;
5185
5186         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5187                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5188                 rq->ticks_without_resched = 0;
5189                 return 0;
5190         }
5191
5192         rq->ticks_without_resched++;
5193         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5194         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5195                 return 0;
5196
5197         warned_once = true;
5198
5199         return resched_latency;
5200 }
5201
5202 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5203 {
5204         long val;
5205
5206         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5207                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5208                 return 1;
5209         }
5210
5211         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5212         return 1;
5213 }
5214 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5215 #else
5216 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5217 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5218
5219 /*
5220  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5221  * We call it with interrupts disabled.
5222  */
5223 void scheduler_tick(void)
5224 {
5225         int cpu = smp_processor_id();
5226         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5227         struct task_struct *curr = rq->curr;
5228         struct rq_flags rf;
5229         unsigned long thermal_pressure;
5230         u64 resched_latency;
5231
5232         arch_scale_freq_tick();
5233         sched_clock_tick();
5234
5235         rq_lock(rq, &rf);
5236
5237         update_rq_clock(rq);
5238         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5239         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5240         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5241         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5242                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5243         calc_global_load_tick(rq);
5244
5245         rq_unlock(rq, &rf);
5246
5247         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5248                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5249
5250         perf_event_task_tick();
5251
5252 #ifdef CONFIG_SMP
5253         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5254         trigger_load_balance(rq);
5255 #endif
5256 }
5257
5258 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5259
5260 struct tick_work {
5261         int                     cpu;
5262         atomic_t                state;
5263         struct delayed_work     work;
5264 };
5265 /* Values for ->state, see diagram below. */
5266 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5267 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5268 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5269
5270 /*
5271  * State diagram for ->state:
5272  *
5273  *
5274  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5275  *                    |   ^
5276  *                    |   |
5277  *                    |   | sched_tick_remote()
5278  *                    |   |
5279  *                    |   |
5280  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5281  *                    |   ^
5282  *                    |   |
5283  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5284  *                    |   |
5285  *                    V   |
5286  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5287  *
5288  *
5289  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5290  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5291  */
5292
5293 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5294
5295 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5296 {
5297         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5298         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5299         int cpu = twork->cpu;
5300         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5301         struct task_struct *curr;
5302         struct rq_flags rf;
5303         u64 delta;
5304         int os;
5305
5306         /*
5307          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5308          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5309          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5310          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5311          * of when exactly it is running.
5312          */
5313         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5314                 goto out_requeue;
5315
5316         rq_lock_irq(rq, &rf);
5317         curr = rq->curr;
5318         if (cpu_is_offline(cpu))
5319                 goto out_unlock;
5320
5321         update_rq_clock(rq);
5322
5323         if (!is_idle_task(curr)) {
5324                 /*
5325                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5326                  * amount of time.
5327                  */
5328                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5329                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5330         }
5331         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5332
5333         calc_load_nohz_remote(rq);
5334 out_unlock:
5335         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5336 out_requeue:
5337
5338         /*
5339          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5340          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5341          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5342          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5343          */
5344         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5345         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5346         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5347                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5348 }
5349
5350 static void sched_tick_start(int cpu)
5351 {
5352         int os;
5353         struct tick_work *twork;
5354
5355         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5356                 return;
5357
5358         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5359
5360         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5361         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5362         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5363         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5364                 twork->cpu = cpu;
5365                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5366                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5367         }
5368 }
5369
5370 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5371 static void sched_tick_stop(int cpu)
5372 {
5373         struct tick_work *twork;
5374         int os;
5375
5376         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
5377                 return;
5378
5379         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5380
5381         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5382         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5383         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5384         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5385         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5386 }
5387 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5388
5389 int __init sched_tick_offload_init(void)
5390 {
5391         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5392         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5393         return 0;
5394 }
5395
5396 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5397 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5398 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5399 #endif
5400
5401 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5402                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5403 /*
5404  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5405  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5406  */
5407 static inline void preempt_latency_start(int val)
5408 {
5409         if (preempt_count() == val) {
5410                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5411 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5412                 current->preempt_disable_ip = ip;
5413 #endif
5414                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5415         }
5416 }
5417
5418 void preempt_count_add(int val)
5419 {
5420 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5421         /*
5422          * Underflow?
5423          */
5424         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5425                 return;
5426 #endif
5427         __preempt_count_add(val);
5428 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5429         /*
5430          * Spinlock count overflowing soon?
5431          */
5432         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5433                                 PREEMPT_MASK - 10);
5434 #endif
5435         preempt_latency_start(val);
5436 }
5437 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5438 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5439
5440 /*
5441  * If the value passed in equals to the current preempt count
5442  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5443  */
5444 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5445 {
5446         if (preempt_count() == val)
5447                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5448 }
5449
5450 void preempt_count_sub(int val)
5451 {
5452 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5453         /*
5454          * Underflow?
5455          */
5456         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5457                 return;
5458         /*
5459          * Is the spinlock portion underflowing?
5460          */
5461         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5462                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5463                 return;
5464 #endif
5465
5466         preempt_latency_stop(val);
5467         __preempt_count_sub(val);
5468 }
5469 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5470 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5471
5472 #else
5473 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5474 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5475 #endif
5476
5477 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5478 {
5479 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5480         return p->preempt_disable_ip;
5481 #else
5482         return 0;
5483 #endif
5484 }
5485
5486 /*
5487  * Print scheduling while atomic bug:
5488  */
5489 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5490 {
5491         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5492         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5493
5494         if (oops_in_progress)
5495                 return;
5496
5497         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5498                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5499
5500         debug_show_held_locks(prev);
5501         print_modules();
5502         if (irqs_disabled())
5503                 print_irqtrace_events(prev);
5504         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5505             && in_atomic_preempt_off()) {
5506                 pr_err("Preemption disabled at:");
5507                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5508         }
5509         if (panic_on_warn)
5510                 panic("scheduling while atomic\n");
5511
5512         dump_stack();
5513         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5514 }
5515
5516 /*
5517  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5518  */
5519 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5520 {
5521 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5522         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5523                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5524
5525         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5526                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5527 #endif
5528
5529 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5530         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5531                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5532                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5533                 dump_stack();
5534                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5535         }
5536 #endif
5537
5538         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5539                 __schedule_bug(prev);
5540                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5541         }
5542         rcu_sleep_check();
5543         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5544
5545         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5546
5547         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5548 }
5549
5550 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5551                                   struct rq_flags *rf)
5552 {
5553 #ifdef CONFIG_SMP
5554         const struct sched_class *class;
5555         /*
5556          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5557          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5558          * state as before we took rq->lock.
5559          *
5560          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5561          * a runnable task of @class priority or higher.
5562          */
5563         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5564                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5565                         break;
5566         }
5567 #endif
5568
5569         put_prev_task(rq, prev);
5570 }
5571
5572 /*
5573  * Pick up the highest-prio task:
5574  */
5575 static inline struct task_struct *
5576 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5577 {
5578         const struct sched_class *class;
5579         struct task_struct *p;
5580
5581         /*
5582          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5583          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5584          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5585          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5586          */
5587         if (likely(prev->sched_class <= &fair_sched_class &&
5588                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5589
5590                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5591                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5592                         goto restart;
5593
5594                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5595                 if (!p) {
5596                         put_prev_task(rq, prev);
5597                         p = pick_next_task_idle(rq);
5598                 }
5599
5600                 return p;
5601         }
5602
5603 restart:
5604         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5605
5606         for_each_class(class) {
5607                 p = class->pick_next_task(rq);
5608                 if (p)
5609                         return p;
5610         }
5611
5612         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5613 }
5614
5615 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5616 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5617 {
5618         return (task_rq(t)->idle == t);
5619 }
5620
5621 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5622 {
5623         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5624 }
5625
5626 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5627 {
5628         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5629                 return true;
5630
5631         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5632 }
5633
5634 static inline struct task_struct *pick_task(struct rq *rq)
5635 {
5636         const struct sched_class *class;
5637         struct task_struct *p;
5638
5639         for_each_class(class) {
5640                 p = class->pick_task(rq);
5641                 if (p)
5642                         return p;
5643         }
5644
5645         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5646 }
5647
5648 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5649
5650 static struct task_struct *
5651 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5652 {
5653         struct task_struct *next, *p, *max = NULL;
5654         const struct cpumask *smt_mask;
5655         bool fi_before = false;
5656         unsigned long cookie;
5657         int i, cpu, occ = 0;
5658         struct rq *rq_i;
5659         bool need_sync;
5660
5661         if (!sched_core_enabled(rq))
5662                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5663
5664         cpu = cpu_of(rq);
5665
5666         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5667         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5668                 /*
5669                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5670                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5671                  * another cpu during offline.
5672                  */
5673                 rq->core_pick = NULL;
5674                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5675         }
5676
5677         /*
5678          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5679          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5680          * pick yet, do so now.
5681          *
5682          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5683          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5684          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5685          */
5686         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5687             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5688             rq->core_pick) {
5689                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5690
5691                 next = rq->core_pick;
5692                 if (next != prev) {
5693                         put_prev_task(rq, prev);
5694                         set_next_task(rq, next);
5695                 }
5696
5697                 rq->core_pick = NULL;
5698                 return next;
5699         }
5700
5701         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5702
5703         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5704         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5705
5706         /* reset state */
5707         rq->core->core_cookie = 0UL;
5708         if (rq->core->core_forceidle) {
5709                 need_sync = true;
5710                 fi_before = true;
5711                 rq->core->core_forceidle = false;
5712         }
5713
5714         /*
5715          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5716          *
5717          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5718          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5719          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5720          *
5721          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5722          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5723          */
5724         rq->core->core_task_seq++;
5725
5726         /*
5727          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5728          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5729          */
5730         if (!need_sync) {
5731                 next = pick_task(rq);
5732                 if (!next->core_cookie) {
5733                         rq->core_pick = NULL;
5734                         /*
5735                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5736                          * unconstrained picks as well.
5737                          */
5738                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5739                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5740                         goto done;
5741                 }
5742         }
5743
5744         /*
5745          * For each thread: do the regular task pick and find the max prio task
5746          * amongst them.
5747          *
5748          * Tie-break prio towards the current CPU
5749          */
5750         for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5751                 rq_i = cpu_rq(i);
5752
5753                 if (i != cpu)
5754                         update_rq_clock(rq_i);
5755
5756                 p = rq_i->core_pick = pick_task(rq_i);
5757                 if (!max || prio_less(max, p, fi_before))
5758                         max = p;
5759         }
5760
5761         cookie = rq->core->core_cookie = max->core_cookie;
5762
5763         /*
5764          * For each thread: try and find a runnable task that matches @max or
5765          * force idle.
5766          */
5767         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5768                 rq_i = cpu_rq(i);
5769                 p = rq_i->core_pick;
5770
5771                 if (!cookie_equals(p, cookie)) {
5772                         p = NULL;
5773                         if (cookie)
5774                                 p = sched_core_find(rq_i, cookie);
5775                         if (!p)
5776                                 p = idle_sched_class.pick_task(rq_i);
5777                 }
5778
5779                 rq_i->core_pick = p;
5780
5781                 if (p == rq_i->idle) {
5782                         if (rq_i->nr_running) {
5783                                 rq->core->core_forceidle = true;
5784                                 if (!fi_before)
5785                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
5786                         }
5787                 } else {
5788                         occ++;
5789                 }
5790         }
5791
5792         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
5793         next = rq->core_pick;
5794         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
5795
5796         /* Something should have been selected for current CPU */
5797         WARN_ON_ONCE(!next);
5798
5799         /*
5800          * Reschedule siblings
5801          *
5802          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
5803          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
5804          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
5805          * non-matching user state.
5806          */
5807         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5808                 rq_i = cpu_rq(i);
5809
5810                 /*
5811                  * An online sibling might have gone offline before a task
5812                  * could be picked for it, or it might be offline but later
5813                  * happen to come online, but its too late and nothing was
5814                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
5815                  * so ignore it.
5816                  */
5817                 if (!rq_i->core_pick)
5818                         continue;
5819
5820                 /*
5821                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
5822                  * fi_before     fi      update?
5823                  *  0            0       1
5824                  *  0            1       1
5825                  *  1            0       1
5826                  *  1            1       0
5827                  */
5828                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle))
5829                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, rq->core->core_forceidle);
5830
5831                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
5832
5833                 if (i == cpu) {
5834                         rq_i->core_pick = NULL;
5835                         continue;
5836                 }
5837
5838                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
5839                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
5840
5841                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
5842                         rq_i->core_pick = NULL;
5843                         continue;
5844                 }
5845
5846                 resched_curr(rq_i);
5847         }
5848
5849 done:
5850         set_next_task(rq, next);
5851         return next;
5852 }
5853
5854 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
5855 {
5856         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
5857         struct task_struct *p;
5858         unsigned long cookie;
5859         bool success = false;
5860
5861         local_irq_disable();
5862         double_rq_lock(dst, src);
5863
5864         cookie = dst->core->core_cookie;
5865         if (!cookie)
5866                 goto unlock;
5867
5868         if (dst->curr != dst->idle)
5869                 goto unlock;
5870
5871         p = sched_core_find(src, cookie);
5872         if (p == src->idle)
5873                 goto unlock;
5874
5875         do {
5876                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
5877                         goto next;
5878
5879                 if (!cpumask_test_cpu(this, &p->cpus_mask))
5880                         goto next;
5881
5882                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
5883                         goto next;
5884
5885                 deactivate_task(src, p, 0);
5886                 set_task_cpu(p, this);
5887                 activate_task(dst, p, 0);
5888
5889                 resched_curr(dst);
5890
5891                 success = true;
5892                 break;
5893
5894 next:
5895                 p = sched_core_next(p, cookie);
5896         } while (p);
5897
5898 unlock:
5899         double_rq_unlock(dst, src);
5900         local_irq_enable();
5901
5902         return success;
5903 }
5904
5905 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
5906 {
5907         int i;
5908
5909         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
5910                 if (i == cpu)
5911                         continue;
5912
5913                 if (need_resched())
5914                         break;
5915
5916                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
5917                         return true;
5918         }
5919
5920         return false;
5921 }
5922
5923 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
5924 {
5925         struct sched_domain *sd;
5926         int cpu = cpu_of(rq);
5927
5928         preempt_disable();
5929         rcu_read_lock();
5930         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5931         for_each_domain(cpu, sd) {
5932                 if (need_resched())
5933                         break;
5934
5935                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
5936                         break;
5937         }
5938         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
5939         rcu_read_unlock();
5940         preempt_enable();
5941 }
5942
5943 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
5944
5945 void queue_core_balance(struct rq *rq)
5946 {
5947         if (!sched_core_enabled(rq))
5948                 return;
5949
5950         if (!rq->core->core_cookie)
5951                 return;
5952
5953         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
5954                 return;
5955
5956         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
5957 }
5958
5959 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
5960 {
5961         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5962         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
5963         unsigned long flags;
5964         int t;
5965
5966         sched_core_lock(cpu, &flags);
5967
5968         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
5969
5970         /* if we're the first, we'll be our own leader */
5971         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
5972                 goto unlock;
5973
5974         /* find the leader */
5975         for_each_cpu(t, smt_mask) {
5976                 if (t == cpu)
5977                         continue;
5978                 rq = cpu_rq(t);
5979                 if (rq->core == rq) {
5980                         core_rq = rq;
5981                         break;
5982                 }
5983         }
5984
5985         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
5986                 goto unlock;
5987
5988         /* install and validate core_rq */
5989         for_each_cpu(t, smt_mask) {
5990                 rq = cpu_rq(t);
5991
5992                 if (t == cpu)
5993                         rq->core = core_rq;
5994
5995                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
5996         }
5997
5998 unlock:
5999         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6000 }
6001
6002 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6003 {
6004         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6005         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6006         unsigned long flags;
6007         int t;
6008
6009         sched_core_lock(cpu, &flags);
6010
6011         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6012         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6013                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6014                 goto unlock;
6015         }
6016
6017         /* if we're not the leader, nothing to do */
6018         if (rq->core != rq)
6019                 goto unlock;
6020
6021         /* find a new leader */
6022         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6023                 if (t == cpu)
6024                         continue;
6025                 core_rq = cpu_rq(t);
6026                 break;
6027         }
6028
6029         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6030                 goto unlock;
6031
6032         /* copy the shared state to the new leader */
6033         core_rq->core_task_seq      = rq->core_task_seq;
6034         core_rq->core_pick_seq      = rq->core_pick_seq;
6035         core_rq->core_cookie        = rq->core_cookie;
6036         core_rq->core_forceidle     = rq->core_forceidle;
6037         core_rq->core_forceidle_seq = rq->core_forceidle_seq;
6038
6039         /* install new leader */
6040         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6041                 rq = cpu_rq(t);
6042                 rq->core = core_rq;
6043         }
6044
6045 unlock:
6046         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6047 }
6048
6049 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6050 {
6051         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6052
6053         if (rq->core != rq)
6054                 rq->core = rq;
6055 }
6056
6057 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6058
6059 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6060 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6061 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6062
6063 static struct task_struct *
6064 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6065 {
6066         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6067 }
6068
6069 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6070
6071 /*
6072  * Constants for the sched_mode argument of __schedule().
6073  *
6074  * The mode argument allows RT enabled kernels to differentiate a
6075  * preemption from blocking on an 'sleeping' spin/rwlock. Note that
6076  * SM_MASK_PREEMPT for !RT has all bits set, which allows the compiler to
6077  * optimize the AND operation out and just check for zero.
6078  */
6079 #define SM_NONE                 0x0
6080 #define SM_PREEMPT              0x1
6081 #define SM_RTLOCK_WAIT          0x2
6082
6083 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
6084 # define SM_MASK_PREEMPT        (~0U)
6085 #else
6086 # define SM_MASK_PREEMPT        SM_PREEMPT
6087 #endif
6088
6089 /*
6090  * __schedule() is the main scheduler function.
6091  *
6092  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6093  *
6094  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6095  *
6096  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6097  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6098  *
6099  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6100  *      interrupt handler scheduler_tick().
6101  *
6102  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6103  *      task to the run-queue and that's it.
6104  *
6105  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6106  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6107  *      called on the nearest possible occasion:
6108  *
6109  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6110  *
6111  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6112  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6113  *           spin_unlock()!)
6114  *
6115  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6116  *           preemptible context
6117  *
6118  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6119  *         then at the next:
6120  *
6121  *          - cond_resched() call
6122  *          - explicit schedule() call
6123  *          - return from syscall or exception to user-space
6124  *          - return from interrupt-handler to user-space
6125  *
6126  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6127  */
6128 static void __sched notrace __schedule(unsigned int sched_mode)
6129 {
6130         struct task_struct *prev, *next;
6131         unsigned long *switch_count;
6132         unsigned long prev_state;
6133         struct rq_flags rf;
6134         struct rq *rq;
6135         int cpu;
6136
6137         cpu = smp_processor_id();
6138         rq = cpu_rq(cpu);
6139         prev = rq->curr;
6140
6141         schedule_debug(prev, !!sched_mode);
6142
6143         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6144                 hrtick_clear(rq);
6145
6146         local_irq_disable();
6147         rcu_note_context_switch(!!sched_mode);
6148
6149         /*
6150          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6151          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6152          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6153          *
6154          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6155          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6156          *                                        wake_up_state(p, state)
6157          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6158          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6159          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6160          *
6161          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6162          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6163          */
6164         rq_lock(rq, &rf);
6165         smp_mb__after_spinlock();
6166
6167         /* Promote REQ to ACT */
6168         rq->clock_update_flags <<= 1;
6169         update_rq_clock(rq);
6170
6171         switch_count = &prev->nivcsw;
6172
6173         /*
6174          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6175          * that:
6176          *
6177          *  - we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6178          *  - ptrace_{,un}freeze_traced() can change ->state underneath us.
6179          */
6180         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6181         if (!(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT) && prev_state) {
6182                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6183                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6184                 } else {
6185                         prev->sched_contributes_to_load =
6186                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6187                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6188                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
6189
6190                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6191                                 rq->nr_uninterruptible++;
6192
6193                         /*
6194                          * __schedule()                 ttwu()
6195                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6196                          *   if (prev_state)                goto out;
6197                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6198                          *                                p->state = TASK_WAKING
6199                          *
6200                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6201                          *
6202                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6203                          */
6204                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6205
6206                         if (prev->in_iowait) {
6207                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6208                                 delayacct_blkio_start();
6209                         }
6210                 }
6211                 switch_count = &prev->nvcsw;
6212         }
6213
6214         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6215         clear_tsk_need_resched(prev);
6216         clear_preempt_need_resched();
6217 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6218         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6219 #endif
6220
6221         if (likely(prev != next)) {
6222                 rq->nr_switches++;
6223                 /*
6224                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6225                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6226                  */
6227                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6228                 /*
6229                  * The membarrier system call requires each architecture
6230                  * to have a full memory barrier after updating
6231                  * rq->curr, before returning to user-space.
6232                  *
6233                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6234                  * various architectures:
6235                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6236                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6237                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6238                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6239                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6240                  *   is a RELEASE barrier),
6241                  */
6242                 ++*switch_count;
6243
6244                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6245                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6246
6247                 trace_sched_switch(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT, prev, next);
6248
6249                 /* Also unlocks the rq: */
6250                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6251         } else {
6252                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6253
6254                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6255                 __balance_callbacks(rq);
6256                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6257         }
6258 }
6259
6260 void __noreturn do_task_dead(void)
6261 {
6262         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6263         set_special_state(TASK_DEAD);
6264
6265         /* Tell freezer to ignore us: */
6266         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6267
6268         __schedule(SM_NONE);
6269         BUG();
6270
6271         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6272         for (;;)
6273                 cpu_relax();
6274 }
6275
6276 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6277 {
6278         unsigned int task_flags;
6279
6280         if (task_is_running(tsk))
6281                 return;
6282
6283         task_flags = tsk->flags;
6284         /*
6285          * If a worker goes to sleep, notify and ask workqueue whether it
6286          * wants to wake up a task to maintain concurrency.
6287          */
6288         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6289                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6290                         wq_worker_sleeping(tsk);
6291                 else
6292                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6293         }
6294
6295         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
6296                 return;
6297
6298         /*
6299          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6300          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6301          */
6302         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
6303                 blk_flush_plug(tsk->plug, true);
6304 }
6305
6306 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6307 {
6308         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6309                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6310                         wq_worker_running(tsk);
6311                 else
6312                         io_wq_worker_running(tsk);
6313         }
6314 }
6315
6316 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6317 {
6318         struct task_struct *tsk = current;
6319
6320         sched_submit_work(tsk);
6321         do {
6322                 preempt_disable();
6323                 __schedule(SM_NONE);
6324                 sched_preempt_enable_no_resched();
6325         } while (need_resched());
6326         sched_update_worker(tsk);
6327 }
6328 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6329
6330 /*
6331  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6332  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6333  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6334  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6335  * (schedule out non-voluntarily).
6336  *
6337  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6338  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6339  */
6340 void __sched schedule_idle(void)
6341 {
6342         /*
6343          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6344          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6345          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6346          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6347          * TASK_RUNNING state.
6348          */
6349         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6350         do {
6351                 __schedule(SM_NONE);
6352         } while (need_resched());
6353 }
6354
6355 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
6356 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6357 {
6358         /*
6359          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6360          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6361          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6362          * we find a better solution.
6363          *
6364          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6365          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6366          * too frequently to make sense yet.
6367          */
6368         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6369         schedule();
6370         exception_exit(prev_state);
6371 }
6372 #endif
6373
6374 /**
6375  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6376  *
6377  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6378  */
6379 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6380 {
6381         sched_preempt_enable_no_resched();
6382         schedule();
6383         preempt_disable();
6384 }
6385
6386 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
6387 void __sched notrace schedule_rtlock(void)
6388 {
6389         do {
6390                 preempt_disable();
6391                 __schedule(SM_RTLOCK_WAIT);
6392                 sched_preempt_enable_no_resched();
6393         } while (need_resched());
6394 }
6395 NOKPROBE_SYMBOL(schedule_rtlock);
6396 #endif
6397
6398 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6399 {
6400         do {
6401                 /*
6402                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6403                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6404                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6405                  * by the function tracer will call this function again and
6406                  * cause infinite recursion.
6407                  *
6408                  * Preemption must be disabled here before the function
6409                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6410                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6411                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6412                  * which can also be traced by the function tracer.
6413                  */
6414                 preempt_disable_notrace();
6415                 preempt_latency_start(1);
6416                 __schedule(SM_PREEMPT);
6417                 preempt_latency_stop(1);
6418                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6419
6420                 /*
6421                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6422                  * between schedule and now.
6423                  */
6424         } while (need_resched());
6425 }
6426
6427 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6428 /*
6429  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6430  * off of preempt_enable.
6431  */
6432 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6433 {
6434         /*
6435          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6436          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6437          */
6438         if (likely(!preemptible()))
6439                 return;
6440
6441         preempt_schedule_common();
6442 }
6443 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6444 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6445
6446 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6447 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6448 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6449 #endif
6450
6451
6452 /**
6453  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6454  *
6455  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6456  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6457  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6458  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6459  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6460  * to be called when the system is still in usermode.
6461  *
6462  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6463  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6464  * calling the scheduler.
6465  */
6466 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6467 {
6468         enum ctx_state prev_ctx;
6469
6470         if (likely(!preemptible()))
6471                 return;
6472
6473         do {
6474                 /*
6475                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6476                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6477                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6478                  * by the function tracer will call this function again and
6479                  * cause infinite recursion.
6480                  *
6481                  * Preemption must be disabled here before the function
6482                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6483                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6484                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6485                  * which can also be traced by the function tracer.
6486                  */
6487                 preempt_disable_notrace();
6488                 preempt_latency_start(1);
6489                 /*
6490                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6491                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6492                  * an infinite recursion.
6493                  */
6494                 prev_ctx = exception_enter();
6495                 __schedule(SM_PREEMPT);
6496                 exception_exit(prev_ctx);
6497
6498                 preempt_latency_stop(1);
6499                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6500         } while (need_resched());
6501 }
6502 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6503
6504 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6505 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6506 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6507 #endif
6508
6509 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6510
6511 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6512
6513 #include <linux/entry-common.h>
6514
6515 /*
6516  * SC:cond_resched
6517  * SC:might_resched
6518  * SC:preempt_schedule
6519  * SC:preempt_schedule_notrace
6520  * SC:irqentry_exit_cond_resched
6521  *
6522  *
6523  * NONE:
6524  *   cond_resched               <- __cond_resched
6525  *   might_resched              <- RET0
6526  *   preempt_schedule           <- NOP
6527  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6528  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6529  *
6530  * VOLUNTARY:
6531  *   cond_resched               <- __cond_resched
6532  *   might_resched              <- __cond_resched
6533  *   preempt_schedule           <- NOP
6534  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
6535  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
6536  *
6537  * FULL:
6538  *   cond_resched               <- RET0
6539  *   might_resched              <- RET0
6540  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
6541  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
6542  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
6543  */
6544
6545 enum {
6546         preempt_dynamic_undefined = -1,
6547         preempt_dynamic_none,
6548         preempt_dynamic_voluntary,
6549         preempt_dynamic_full,
6550 };
6551
6552 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_undefined;
6553
6554 int sched_dynamic_mode(const char *str)
6555 {
6556         if (!strcmp(str, "none"))
6557                 return preempt_dynamic_none;
6558
6559         if (!strcmp(str, "voluntary"))
6560                 return preempt_dynamic_voluntary;
6561
6562         if (!strcmp(str, "full"))
6563                 return preempt_dynamic_full;
6564
6565         return -EINVAL;
6566 }
6567
6568 void sched_dynamic_update(int mode)
6569 {
6570         /*
6571          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
6572          * the ZERO state, which is invalid.
6573          */
6574         static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6575         static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6576         static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6577         static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6578         static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6579
6580         switch (mode) {
6581         case preempt_dynamic_none:
6582                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6583                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6584                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6585                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6586                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6587                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
6588                 break;
6589
6590         case preempt_dynamic_voluntary:
6591                 static_call_update(cond_resched, __cond_resched);
6592                 static_call_update(might_resched, __cond_resched);
6593                 static_call_update(preempt_schedule, NULL);
6594                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, NULL);
6595                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, NULL);
6596                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
6597                 break;
6598
6599         case preempt_dynamic_full:
6600                 static_call_update(cond_resched, (void *)&__static_call_return0);
6601                 static_call_update(might_resched, (void *)&__static_call_return0);
6602                 static_call_update(preempt_schedule, __preempt_schedule_func);
6603                 static_call_update(preempt_schedule_notrace, __preempt_schedule_notrace_func);
6604                 static_call_update(irqentry_exit_cond_resched, irqentry_exit_cond_resched);
6605                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
6606                 break;
6607         }
6608
6609         preempt_dynamic_mode = mode;
6610 }
6611
6612 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
6613 {
6614         int mode = sched_dynamic_mode(str);
6615         if (mode < 0) {
6616                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
6617                 return 1;
6618         }
6619
6620         sched_dynamic_update(mode);
6621         return 0;
6622 }
6623 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
6624
6625 static void __init preempt_dynamic_init(void)
6626 {
6627         if (preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined) {
6628                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_NONE_BEHAVIOUR)) {
6629                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_none);
6630                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY_BEHAVIOUR)) {
6631                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_voluntary);
6632                 } else {
6633                         /* Default static call setting, nothing to do */
6634                         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_BEHAVIOUR));
6635                         preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
6636                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
6637                 }
6638         }
6639 }
6640
6641 #else /* !CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
6642
6643 static inline void preempt_dynamic_init(void) { }
6644
6645 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
6646
6647 /*
6648  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6649  * off of irq context.
6650  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6651  * protect us against recursive calling from irq.
6652  */
6653 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6654 {
6655         enum ctx_state prev_state;
6656
6657         /* Catch callers which need to be fixed */
6658         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6659
6660         prev_state = exception_enter();
6661
6662         do {
6663                 preempt_disable();
6664                 local_irq_enable();
6665                 __schedule(SM_PREEMPT);
6666                 local_irq_disable();
6667                 sched_preempt_enable_no_resched();
6668         } while (need_resched());
6669
6670         exception_exit(prev_state);
6671 }
6672
6673 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6674                           void *key)
6675 {
6676         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6677         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6678 }
6679 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6680
6681 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6682 {
6683         if (dl_prio(prio))
6684                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6685         else if (rt_prio(prio))
6686                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6687         else
6688                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6689
6690         p->prio = prio;
6691 }
6692
6693 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6694
6695 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6696 {
6697         if (pi_task)
6698                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6699
6700         return prio;
6701 }
6702
6703 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6704 {
6705         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6706
6707         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6708 }
6709
6710 /*
6711  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6712  * @p: task to boost
6713  * @pi_task: donor task
6714  *
6715  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6716  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6717  *
6718  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6719  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6720  */
6721 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6722 {
6723         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6724                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6725         const struct sched_class *prev_class;
6726         struct rq_flags rf;
6727         struct rq *rq;
6728
6729         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6730         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6731
6732         /*
6733          * If nothing changed; bail early.
6734          */
6735         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6736                 return;
6737
6738         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6739         update_rq_clock(rq);
6740         /*
6741          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6742          * either lock.
6743          *
6744          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6745          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6746          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6747          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6748          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6749          */
6750         p->pi_top_task = pi_task;
6751
6752         /*
6753          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6754          */
6755         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6756                 goto out_unlock;
6757
6758         /*
6759          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6760          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6761          *
6762          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6763          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6764          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6765          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6766          * with interrupts disabled and will complete the lock
6767          * protected section without being interrupted. So there is no
6768          * real need to boost.
6769          */
6770         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6771                 WARN_ON(p != rq->curr);
6772                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6773                 goto out_unlock;
6774         }
6775
6776         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6777         oldprio = p->prio;
6778
6779         if (oldprio == prio)
6780                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6781
6782         prev_class = p->sched_class;
6783         queued = task_on_rq_queued(p);
6784         running = task_current(rq, p);
6785         if (queued)
6786                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6787         if (running)
6788                 put_prev_task(rq, p);
6789
6790         /*
6791          * Boosting condition are:
6792          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6793          *      --> -dl task blocks on mutex A
6794          *
6795          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6796          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6797          *          running task
6798          */
6799         if (dl_prio(prio)) {
6800                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6801                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6802                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6803                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6804                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6805                 } else {
6806                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6807                 }
6808         } else if (rt_prio(prio)) {
6809                 if (dl_prio(oldprio))
6810                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6811                 if (oldprio < prio)
6812                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6813         } else {
6814                 if (dl_prio(oldprio))
6815                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6816                 if (rt_prio(oldprio))
6817                         p->rt.timeout = 0;
6818         }
6819
6820         __setscheduler_prio(p, prio);
6821
6822         if (queued)
6823                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6824         if (running)
6825                 set_next_task(rq, p);
6826
6827         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6828 out_unlock:
6829         /* Avoid rq from going away on us: */
6830         preempt_disable();
6831
6832         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6833         __balance_callbacks(rq);
6834         raw_spin_rq_unlock(rq);
6835
6836         preempt_enable();
6837 }
6838 #else
6839 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6840 {
6841         return prio;
6842 }
6843 #endif
6844
6845 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6846 {
6847         bool queued, running;
6848         int old_prio;
6849         struct rq_flags rf;
6850         struct rq *rq;
6851
6852         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6853                 return;
6854         /*
6855          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6856          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6857          */
6858         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6859         update_rq_clock(rq);
6860
6861         /*
6862          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6863          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6864          * it won't have any effect on scheduling until the task is
6865          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
6866          */
6867         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
6868                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6869                 goto out_unlock;
6870         }
6871         queued = task_on_rq_queued(p);
6872         running = task_current(rq, p);
6873         if (queued)
6874                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
6875         if (running)
6876                 put_prev_task(rq, p);
6877
6878         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6879         set_load_weight(p, true);
6880         old_prio = p->prio;
6881         p->prio = effective_prio(p);
6882
6883         if (queued)
6884                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6885         if (running)
6886                 set_next_task(rq, p);
6887
6888         /*
6889          * If the task increased its priority or is running and
6890          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6891          */
6892         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
6893
6894 out_unlock:
6895         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6896 }
6897 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
6898
6899 /*
6900  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
6901  * @p: task
6902  * @nice: nice value
6903  */
6904 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
6905 {
6906         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
6907         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
6908
6909         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
6910                 capable(CAP_SYS_NICE));
6911 }
6912
6913 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
6914
6915 /*
6916  * sys_nice - change the priority of the current process.
6917  * @increment: priority increment
6918  *
6919  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
6920  * does similar things.
6921  */
6922 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
6923 {
6924         long nice, retval;
6925
6926         /*
6927          * Setpriority might change our priority at the same moment.
6928          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
6929          * and we have a single winner.
6930          */
6931         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
6932         nice = task_nice(current) + increment;
6933
6934         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
6935         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
6936                 return -EPERM;
6937
6938         retval = security_task_setnice(current, nice);
6939         if (retval)
6940                 return retval;
6941
6942         set_user_nice(current, nice);
6943         return 0;
6944 }
6945
6946 #endif
6947
6948 /**
6949  * task_prio - return the priority value of a given task.
6950  * @p: the task in question.
6951  *
6952  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
6953  *
6954  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
6955  *
6956  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
6957  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
6958  * deadline                     -101             -1           0
6959  */
6960 int task_prio(const struct task_struct *p)
6961 {
6962         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
6963 }
6964
6965 /**
6966  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
6967  * @cpu: the processor in question.
6968  *
6969  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6970  */
6971 int idle_cpu(int cpu)
6972 {
6973         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6974
6975         if (rq->curr != rq->idle)
6976                 return 0;
6977
6978         if (rq->nr_running)
6979                 return 0;
6980
6981 #ifdef CONFIG_SMP
6982         if (rq->ttwu_pending)
6983                 return 0;
6984 #endif
6985
6986         return 1;
6987 }
6988
6989 /**
6990  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
6991  * @cpu: the CPU in question.
6992  *
6993  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
6994  */
6995 int available_idle_cpu(int cpu)
6996 {
6997         if (!idle_cpu(cpu))
6998                 return 0;
6999
7000         if (vcpu_is_preempted(cpu))
7001                 return 0;
7002
7003         return 1;
7004 }
7005
7006 /**
7007  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
7008  * @cpu: the processor in question.
7009  *
7010  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
7011  */
7012 struct task_struct *idle_task(int cpu)
7013 {
7014         return cpu_rq(cpu)->idle;
7015 }
7016
7017 #ifdef CONFIG_SMP
7018 /*
7019  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
7020  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
7021  *
7022  * The scheduler tracks the following metrics:
7023  *
7024  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
7025  *   cpu_bw_dl()
7026  *
7027  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
7028  * synchronized windows and are thus directly comparable.
7029  *
7030  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
7031  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
7032  * in the irq utilization.
7033  *
7034  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
7035  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
7036  * required to meet deadlines.
7037  */
7038 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
7039                                  unsigned long max, enum cpu_util_type type,
7040                                  struct task_struct *p)
7041 {
7042         unsigned long dl_util, util, irq;
7043         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7044
7045         if (!uclamp_is_used() &&
7046             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
7047                 return max;
7048         }
7049
7050         /*
7051          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
7052          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7053          * update_irq_load_avg().
7054          */
7055         irq = cpu_util_irq(rq);
7056         if (unlikely(irq >= max))
7057                 return max;
7058
7059         /*
7060          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7061          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7062          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7063          * to obtain the CPU's actual utilization.
7064          *
7065          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7066          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7067          * tasks.
7068          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7069          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7070          */
7071         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7072         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7073                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7074
7075         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7076
7077         /*
7078          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7079          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7080          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7081          * that we select f_max when there is no idle time.
7082          *
7083          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7084          * saturation when we should -- something for later.
7085          */
7086         if (util + dl_util >= max)
7087                 return max;
7088
7089         /*
7090          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7091          * include util_dl and ignore dl_bw.
7092          */
7093         if (type == ENERGY_UTIL)
7094                 util += dl_util;
7095
7096         /*
7097          * There is still idle time; further improve the number by using the
7098          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7099          * need to scale the task numbers:
7100          *
7101          *              max - irq
7102          *   U' = irq + --------- * U
7103          *                 max
7104          */
7105         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7106         util += irq;
7107
7108         /*
7109          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7110          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7111          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7112          * periods of time.
7113          *
7114          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7115          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7116          * an interface. So, we only do the latter for now.
7117          */
7118         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7119                 util += cpu_bw_dl(rq);
7120
7121         return min(max, util);
7122 }
7123
7124 unsigned long sched_cpu_util(int cpu, unsigned long max)
7125 {
7126         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu_rq(cpu)), max,
7127                                   ENERGY_UTIL, NULL);
7128 }
7129 #endif /* CONFIG_SMP */
7130
7131 /**
7132  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7133  * @pid: the pid in question.
7134  *
7135  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7136  */
7137 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7138 {
7139         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7140 }
7141
7142 /*
7143  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7144  * it calls know not to change it.
7145  */
7146 #define SETPARAM_POLICY -1
7147
7148 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7149                 const struct sched_attr *attr)
7150 {
7151         int policy = attr->sched_policy;
7152
7153         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7154                 policy = p->policy;
7155
7156         p->policy = policy;
7157
7158         if (dl_policy(policy))
7159                 __setparam_dl(p, attr);
7160         else if (fair_policy(policy))
7161                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7162
7163         /*
7164          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7165          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7166          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7167          */
7168         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7169         p->normal_prio = normal_prio(p);
7170         set_load_weight(p, true);
7171 }
7172
7173 /*
7174  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7175  */
7176 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7177 {
7178         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7179         bool match;
7180
7181         rcu_read_lock();
7182         pcred = __task_cred(p);
7183         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7184                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7185         rcu_read_unlock();
7186         return match;
7187 }
7188
7189 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7190                                 const struct sched_attr *attr,
7191                                 bool user, bool pi)
7192 {
7193         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7194         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7195         const struct sched_class *prev_class;
7196         struct callback_head *head;
7197         struct rq_flags rf;
7198         int reset_on_fork;
7199         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7200         struct rq *rq;
7201
7202         /* The pi code expects interrupts enabled */
7203         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7204 recheck:
7205         /* Double check policy once rq lock held: */
7206         if (policy < 0) {
7207                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7208                 policy = oldpolicy = p->policy;
7209         } else {
7210                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7211
7212                 if (!valid_policy(policy))
7213                         return -EINVAL;
7214         }
7215
7216         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7217                 return -EINVAL;
7218
7219         /*
7220          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7221          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7222          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7223          */
7224         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7225                 return -EINVAL;
7226         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7227             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7228                 return -EINVAL;
7229
7230         /*
7231          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
7232          */
7233         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
7234                 if (fair_policy(policy)) {
7235                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7236                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
7237                                 return -EPERM;
7238                 }
7239
7240                 if (rt_policy(policy)) {
7241                         unsigned long rlim_rtprio =
7242                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7243
7244                         /* Can't set/change the rt policy: */
7245                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7246                                 return -EPERM;
7247
7248                         /* Can't increase priority: */
7249                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7250                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7251                                 return -EPERM;
7252                 }
7253
7254                  /*
7255                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7256                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
7257                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7258                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7259                   */
7260                 if (dl_policy(policy))
7261                         return -EPERM;
7262
7263                 /*
7264                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7265                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7266                  */
7267                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7268                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
7269                                 return -EPERM;
7270                 }
7271
7272                 /* Can't change other user's priorities: */
7273                 if (!check_same_owner(p))
7274                         return -EPERM;
7275
7276                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7277                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7278                         return -EPERM;
7279         }
7280
7281         if (user) {
7282                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7283                         return -EINVAL;
7284
7285                 retval = security_task_setscheduler(p);
7286                 if (retval)
7287                         return retval;
7288         }
7289
7290         /* Update task specific "requested" clamps */
7291         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7292                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7293                 if (retval)
7294                         return retval;
7295         }
7296
7297         if (pi)
7298                 cpuset_read_lock();
7299
7300         /*
7301          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7302          * changing the priority of the task:
7303          *
7304          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7305          * runqueue lock must be held.
7306          */
7307         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7308         update_rq_clock(rq);
7309
7310         /*
7311          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7312          */
7313         if (p == rq->stop) {
7314                 retval = -EINVAL;
7315                 goto unlock;
7316         }
7317
7318         /*
7319          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7320          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7321          */
7322         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7323                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7324                         goto change;
7325                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7326                         goto change;
7327                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7328                         goto change;
7329                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7330                         goto change;
7331
7332                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7333                 retval = 0;
7334                 goto unlock;
7335         }
7336 change:
7337
7338         if (user) {
7339 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7340                 /*
7341                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7342                  * assigned.
7343                  */
7344                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7345                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7346                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7347                         retval = -EPERM;
7348                         goto unlock;
7349                 }
7350 #endif
7351 #ifdef CONFIG_SMP
7352                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7353                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7354                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7355
7356                         /*
7357                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7358                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7359                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7360                          */
7361                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7362                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7363                                 retval = -EPERM;
7364                                 goto unlock;
7365                         }
7366                 }
7367 #endif
7368         }
7369
7370         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7371         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7372                 policy = oldpolicy = -1;
7373                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7374                 if (pi)
7375                         cpuset_read_unlock();
7376                 goto recheck;
7377         }
7378
7379         /*
7380          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7381          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7382          * is available.
7383          */
7384         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7385                 retval = -EBUSY;
7386                 goto unlock;
7387         }
7388
7389         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7390         oldprio = p->prio;
7391
7392         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7393         if (pi) {
7394                 /*
7395                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7396                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7397                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7398                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7399                  * itself.
7400                  */
7401                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7402                 if (newprio == oldprio)
7403                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7404         }
7405
7406         queued = task_on_rq_queued(p);
7407         running = task_current(rq, p);
7408         if (queued)
7409                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7410         if (running)
7411                 put_prev_task(rq, p);
7412
7413         prev_class = p->sched_class;
7414
7415         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7416                 __setscheduler_params(p, attr);
7417                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7418         }
7419         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7420
7421         if (queued) {
7422                 /*
7423                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7424                  * increased (user space view).
7425                  */
7426                 if (oldprio < p->prio)
7427                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7428
7429                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7430         }
7431         if (running)
7432                 set_next_task(rq, p);
7433
7434         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7435
7436         /* Avoid rq from going away on us: */
7437         preempt_disable();
7438         head = splice_balance_callbacks(rq);
7439         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7440
7441         if (pi) {
7442                 cpuset_read_unlock();
7443                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7444         }
7445
7446         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7447         balance_callbacks(rq, head);
7448         preempt_enable();
7449
7450         return 0;
7451
7452 unlock:
7453         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7454         if (pi)
7455                 cpuset_read_unlock();
7456         return retval;
7457 }
7458
7459 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7460                                const struct sched_param *param, bool check)
7461 {
7462         struct sched_attr attr = {
7463                 .sched_policy   = policy,
7464                 .sched_priority = param->sched_priority,
7465                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7466         };
7467
7468         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7469         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7470                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7471                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7472                 attr.sched_policy = policy;
7473         }
7474
7475         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7476 }
7477 /**
7478  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7479  * @p: the task in question.
7480  * @policy: new policy.
7481  * @param: structure containing the new RT priority.
7482  *
7483  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7484  *
7485  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7486  *
7487  * NOTE that the task may be already dead.
7488  */
7489 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7490                        const struct sched_param *param)
7491 {
7492         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7493 }
7494
7495 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7496 {
7497         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7498 }
7499
7500 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7501 {
7502         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7503 }
7504 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7505
7506 /**
7507  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7508  * @p: the task in question.
7509  * @policy: new policy.
7510  * @param: structure containing the new RT priority.
7511  *
7512  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7513  * current context has permission.  For example, this is needed in
7514  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7515  * but our caller might not have that capability.
7516  *
7517  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7518  */
7519 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7520                                const struct sched_param *param)
7521 {
7522         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7523 }
7524
7525 /*
7526  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7527  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7528  * be doing.
7529  *
7530  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7531  *
7532  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7533  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7534  * and smash them together and still expect them to work.
7535  *
7536  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7537  *
7538  *   MAX_RT_PRIO / 2
7539  *
7540  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7541  * know enough information to make a sensible choice.
7542  */
7543 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7544 {
7545         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7546         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7547 }
7548 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7549
7550 /*
7551  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7552  */
7553 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7554 {
7555         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7556         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7557 }
7558 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7559
7560 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7561 {
7562         struct sched_attr attr = {
7563                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7564                 .sched_nice = nice,
7565         };
7566         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7567 }
7568 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7569
7570 static int
7571 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7572 {
7573         struct sched_param lparam;
7574         struct task_struct *p;
7575         int retval;
7576
7577         if (!param || pid < 0)
7578                 return -EINVAL;
7579         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7580                 return -EFAULT;
7581
7582         rcu_read_lock();
7583         retval = -ESRCH;
7584         p = find_process_by_pid(pid);
7585         if (likely(p))
7586                 get_task_struct(p);
7587         rcu_read_unlock();
7588
7589         if (likely(p)) {
7590                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7591                 put_task_struct(p);
7592         }
7593
7594         return retval;
7595 }
7596
7597 /*
7598  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7599  */
7600 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7601 {
7602         u32 size;
7603         int ret;
7604
7605         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7606         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7607
7608         ret = get_user(size, &uattr->size);
7609         if (ret)
7610                 return ret;
7611
7612         /* ABI compatibility quirk: */
7613         if (!size)
7614                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7615         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7616                 goto err_size;
7617
7618         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7619         if (ret) {
7620                 if (ret == -E2BIG)
7621                         goto err_size;
7622                 return ret;
7623         }
7624
7625         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7626             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7627                 return -EINVAL;
7628
7629         /*
7630          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7631          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7632          */
7633         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7634
7635         return 0;
7636
7637 err_size:
7638         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7639         return -E2BIG;
7640 }
7641
7642 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
7643 {
7644         if (task_has_dl_policy(p))
7645                 __getparam_dl(p, attr);
7646         else if (task_has_rt_policy(p))
7647                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
7648         else
7649                 attr->sched_nice = task_nice(p);
7650 }
7651
7652 /**
7653  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7654  * @pid: the pid in question.
7655  * @policy: new policy.
7656  * @param: structure containing the new RT priority.
7657  *
7658  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7659  */
7660 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7661 {
7662         if (policy < 0)
7663                 return -EINVAL;
7664
7665         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7666 }
7667
7668 /**
7669  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7670  * @pid: the pid in question.
7671  * @param: structure containing the new RT priority.
7672  *
7673  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7674  */
7675 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7676 {
7677         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7678 }
7679
7680 /**
7681  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7682  * @pid: the pid in question.
7683  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7684  * @flags: for future extension.
7685  */
7686 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7687                                unsigned int, flags)
7688 {
7689         struct sched_attr attr;
7690         struct task_struct *p;
7691         int retval;
7692
7693         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7694                 return -EINVAL;
7695
7696         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7697         if (retval)
7698                 return retval;
7699
7700         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7701                 return -EINVAL;
7702         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7703                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7704
7705         rcu_read_lock();
7706         retval = -ESRCH;
7707         p = find_process_by_pid(pid);
7708         if (likely(p))
7709                 get_task_struct(p);
7710         rcu_read_unlock();
7711
7712         if (likely(p)) {
7713                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
7714                         get_params(p, &attr);
7715                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7716                 put_task_struct(p);
7717         }
7718
7719         return retval;
7720 }
7721
7722 /**
7723  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7724  * @pid: the pid in question.
7725  *
7726  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7727  * code.
7728  */
7729 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7730 {
7731         struct task_struct *p;
7732         int retval;
7733
7734         if (pid < 0)
7735                 return -EINVAL;
7736
7737         retval = -ESRCH;
7738         rcu_read_lock();
7739         p = find_process_by_pid(pid);
7740         if (p) {
7741                 retval = security_task_getscheduler(p);
7742                 if (!retval)
7743                         retval = p->policy
7744                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7745         }
7746         rcu_read_unlock();
7747         return retval;
7748 }
7749
7750 /**
7751  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7752  * @pid: the pid in question.
7753  * @param: structure containing the RT priority.
7754  *
7755  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7756  * code.
7757  */
7758 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7759 {
7760         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7761         struct task_struct *p;
7762         int retval;
7763
7764         if (!param || pid < 0)
7765                 return -EINVAL;
7766
7767         rcu_read_lock();
7768         p = find_process_by_pid(pid);
7769         retval = -ESRCH;
7770         if (!p)
7771                 goto out_unlock;
7772
7773         retval = security_task_getscheduler(p);
7774         if (retval)
7775                 goto out_unlock;
7776
7777         if (task_has_rt_policy(p))
7778                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7779         rcu_read_unlock();
7780
7781         /*
7782          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7783          */
7784         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7785
7786         return retval;
7787
7788 out_unlock:
7789         rcu_read_unlock();
7790         return retval;
7791 }
7792
7793 /*
7794  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7795  * than what user-space knows about) to user-space.
7796  *
7797  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7798  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7799  * have the same size.
7800  */
7801 static int
7802 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7803                         struct sched_attr *kattr,
7804                         unsigned int usize)
7805 {
7806         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7807
7808         if (!access_ok(uattr, usize))
7809                 return -EFAULT;
7810
7811         /*
7812          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7813          *
7814          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7815          *
7816          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7817          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7818          *
7819          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7820          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7821          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7822          * which is set to ksize in this case.
7823          */
7824         kattr->size = min(usize, ksize);
7825
7826         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7827                 return -EFAULT;
7828
7829         return 0;
7830 }
7831
7832 /**
7833  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
7834  * @pid: the pid in question.
7835  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7836  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
7837  * @flags: for future extension.
7838  */
7839 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7840                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
7841 {
7842         struct sched_attr kattr = { };
7843         struct task_struct *p;
7844         int retval;
7845
7846         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
7847             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
7848                 return -EINVAL;
7849
7850         rcu_read_lock();
7851         p = find_process_by_pid(pid);
7852         retval = -ESRCH;
7853         if (!p)
7854                 goto out_unlock;
7855
7856         retval = security_task_getscheduler(p);
7857         if (retval)
7858                 goto out_unlock;
7859
7860         kattr.sched_policy = p->policy;
7861         if (p->sched_reset_on_fork)
7862                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7863         get_params(p, &kattr);
7864         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
7865
7866 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
7867         /*
7868          * This could race with another potential updater, but this is fine
7869          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
7870          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
7871          */
7872         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
7873         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
7874 #endif
7875
7876         rcu_read_unlock();
7877
7878         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
7879
7880 out_unlock:
7881         rcu_read_unlock();
7882         return retval;
7883 }
7884
7885 #ifdef CONFIG_SMP
7886 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
7887 {
7888         int ret = 0;
7889
7890         /*
7891          * If the task isn't a deadline task or admission control is
7892          * disabled then we don't care about affinity changes.
7893          */
7894         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
7895                 return 0;
7896
7897         /*
7898          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
7899          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
7900          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
7901          * root_domain.
7902          */
7903         rcu_read_lock();
7904         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
7905                 ret = -EBUSY;
7906         rcu_read_unlock();
7907         return ret;
7908 }
7909 #endif
7910
7911 static int
7912 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
7913 {
7914         int retval;
7915         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
7916
7917         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
7918                 return -ENOMEM;
7919
7920         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
7921                 retval = -ENOMEM;
7922                 goto out_free_cpus_allowed;
7923         }
7924
7925         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7926         cpumask_and(new_mask, mask, cpus_allowed);
7927
7928         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
7929         if (retval)
7930                 goto out_free_new_mask;
7931 again:
7932         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK | SCA_USER);
7933         if (retval)
7934                 goto out_free_new_mask;
7935
7936         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
7937         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
7938                 /*
7939                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
7940                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
7941                  */
7942                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
7943                 goto again;
7944         }
7945
7946 out_free_new_mask:
7947         free_cpumask_var(new_mask);
7948 out_free_cpus_allowed:
7949         free_cpumask_var(cpus_allowed);
7950         return retval;
7951 }
7952
7953 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
7954 {
7955         struct task_struct *p;
7956         int retval;
7957
7958         rcu_read_lock();
7959
7960         p = find_process_by_pid(pid);
7961         if (!p) {
7962                 rcu_read_unlock();
7963                 return -ESRCH;
7964         }
7965
7966         /* Prevent p going away */
7967         get_task_struct(p);
7968         rcu_read_unlock();
7969
7970         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
7971                 retval = -EINVAL;
7972                 goto out_put_task;
7973         }
7974
7975         if (!check_same_owner(p)) {
7976                 rcu_read_lock();
7977                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
7978                         rcu_read_unlock();
7979                         retval = -EPERM;
7980                         goto out_put_task;
7981                 }
7982                 rcu_read_unlock();
7983         }
7984
7985         retval = security_task_setscheduler(p);
7986         if (retval)
7987                 goto out_put_task;
7988
7989         retval = __sched_setaffinity(p, in_mask);
7990 out_put_task:
7991         put_task_struct(p);
7992         return retval;
7993 }
7994
7995 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
7996                              struct cpumask *new_mask)
7997 {
7998         if (len < cpumask_size())
7999                 cpumask_clear(new_mask);
8000         else if (len > cpumask_size())
8001                 len = cpumask_size();
8002
8003         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
8004 }
8005
8006 /**
8007  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
8008  * @pid: pid of the process
8009  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8010  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
8011  *
8012  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8013  */
8014 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8015                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8016 {
8017         cpumask_var_t new_mask;
8018         int retval;
8019
8020         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
8021                 return -ENOMEM;
8022
8023         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
8024         if (retval == 0)
8025                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
8026         free_cpumask_var(new_mask);
8027         return retval;
8028 }
8029
8030 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
8031 {
8032         struct task_struct *p;
8033         unsigned long flags;
8034         int retval;
8035
8036         rcu_read_lock();
8037
8038         retval = -ESRCH;
8039         p = find_process_by_pid(pid);
8040         if (!p)
8041                 goto out_unlock;
8042
8043         retval = security_task_getscheduler(p);
8044         if (retval)
8045                 goto out_unlock;
8046
8047         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
8048         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
8049         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
8050
8051 out_unlock:
8052         rcu_read_unlock();
8053
8054         return retval;
8055 }
8056
8057 /**
8058  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8059  * @pid: pid of the process
8060  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8061  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8062  *
8063  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8064  * error code otherwise.
8065  */
8066 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8067                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8068 {
8069         int ret;
8070         cpumask_var_t mask;
8071
8072         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8073                 return -EINVAL;
8074         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8075                 return -EINVAL;
8076
8077         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8078                 return -ENOMEM;
8079
8080         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8081         if (ret == 0) {
8082                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8083
8084                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
8085                         ret = -EFAULT;
8086                 else
8087                         ret = retlen;
8088         }
8089         free_cpumask_var(mask);
8090
8091         return ret;
8092 }
8093
8094 static void do_sched_yield(void)
8095 {
8096         struct rq_flags rf;
8097         struct rq *rq;
8098
8099         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8100
8101         schedstat_inc(rq->yld_count);
8102         current->sched_class->yield_task(rq);
8103
8104         preempt_disable();
8105         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8106         sched_preempt_enable_no_resched();
8107
8108         schedule();
8109 }
8110
8111 /**
8112  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8113  *
8114  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8115  * other threads running on this CPU then this function will return.
8116  *
8117  * Return: 0.
8118  */
8119 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8120 {
8121         do_sched_yield();
8122         return 0;
8123 }
8124
8125 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8126 int __sched __cond_resched(void)
8127 {
8128         if (should_resched(0)) {
8129                 preempt_schedule_common();
8130                 return 1;
8131         }
8132         /*
8133          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8134          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8135          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8136          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8137          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8138          * processes executing in kernel context might never report an
8139          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8140          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8141          * is in urgent need of one.
8142          */
8143 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8144         rcu_all_qs();
8145 #endif
8146         return 0;
8147 }
8148 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8149 #endif
8150
8151 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8152 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8153 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8154
8155 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8156 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8157 #endif
8158
8159 /*
8160  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8161  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8162  *
8163  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8164  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8165  * spin_unlock(), once by hand).
8166  */
8167 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8168 {
8169         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8170         int ret = 0;
8171
8172         lockdep_assert_held(lock);
8173
8174         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8175                 spin_unlock(lock);
8176                 if (resched)
8177                         preempt_schedule_common();
8178                 else
8179                         cpu_relax();
8180                 ret = 1;
8181                 spin_lock(lock);
8182         }
8183         return ret;
8184 }
8185 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8186
8187 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8188 {
8189         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8190         int ret = 0;
8191
8192         lockdep_assert_held_read(lock);
8193
8194         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8195                 read_unlock(lock);
8196                 if (resched)
8197                         preempt_schedule_common();
8198                 else
8199                         cpu_relax();
8200                 ret = 1;
8201                 read_lock(lock);
8202         }
8203         return ret;
8204 }
8205 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8206
8207 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8208 {
8209         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8210         int ret = 0;
8211
8212         lockdep_assert_held_write(lock);
8213
8214         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8215                 write_unlock(lock);
8216                 if (resched)
8217                         preempt_schedule_common();
8218                 else
8219                         cpu_relax();
8220                 ret = 1;
8221                 write_lock(lock);
8222         }
8223         return ret;
8224 }
8225 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8226
8227 /**
8228  * yield - yield the current processor to other threads.
8229  *
8230  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8231  *
8232  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8233  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8234  * it, it's already broken.
8235  *
8236  * Typical broken usage is:
8237  *
8238  * while (!event)
8239  *      yield();
8240  *
8241  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8242  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8243  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8244  *
8245  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8246  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8247  * If you still want to use yield(), do not!
8248  */
8249 void __sched yield(void)
8250 {
8251         set_current_state(TASK_RUNNING);
8252         do_sched_yield();
8253 }
8254 EXPORT_SYMBOL(yield);
8255
8256 /**
8257  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8258  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8259  * processor it's on.
8260  * @p: target task
8261  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8262  *
8263  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8264  * can't go away on us before we can do any checks.
8265  *
8266  * Return:
8267  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8268  *      false (0) if we failed to boost the target.
8269  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8270  */
8271 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8272 {
8273         struct task_struct *curr = current;
8274         struct rq *rq, *p_rq;
8275         unsigned long flags;
8276         int yielded = 0;
8277
8278         local_irq_save(flags);
8279         rq = this_rq();
8280
8281 again:
8282         p_rq = task_rq(p);
8283         /*
8284          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8285          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8286          */
8287         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8288                 yielded = -ESRCH;
8289                 goto out_irq;
8290         }
8291
8292         double_rq_lock(rq, p_rq);
8293         if (task_rq(p) != p_rq) {
8294                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8295                 goto again;
8296         }
8297
8298         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8299                 goto out_unlock;
8300
8301         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8302                 goto out_unlock;
8303
8304         if (task_running(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8305                 goto out_unlock;
8306
8307         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8308         if (yielded) {
8309                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8310                 /*
8311                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8312                  * fairness.
8313                  */
8314                 if (preempt && rq != p_rq)
8315                         resched_curr(p_rq);
8316         }
8317
8318 out_unlock:
8319         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8320 out_irq:
8321         local_irq_restore(flags);
8322
8323         if (yielded > 0)
8324                 schedule();
8325
8326         return yielded;
8327 }
8328 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8329
8330 int io_schedule_prepare(void)
8331 {
8332         int old_iowait = current->in_iowait;
8333
8334         current->in_iowait = 1;
8335         if (current->plug)
8336                 blk_flush_plug(current->plug, true);
8337
8338         return old_iowait;
8339 }
8340
8341 void io_schedule_finish(int token)
8342 {
8343         current->in_iowait = token;
8344 }
8345
8346 /*
8347  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8348  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8349  */
8350 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8351 {
8352         int token;
8353         long ret;
8354
8355         token = io_schedule_prepare();
8356         ret = schedule_timeout(timeout);
8357         io_schedule_finish(token);
8358
8359         return ret;
8360 }
8361 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8362
8363 void __sched io_schedule(void)
8364 {
8365         int token;
8366
8367         token = io_schedule_prepare();
8368         schedule();
8369         io_schedule_finish(token);
8370 }
8371 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8372
8373 /**
8374  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8375  * @policy: scheduling class.
8376  *
8377  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8378  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8379  * On failure, a negative error code is returned.
8380  */
8381 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8382 {
8383         int ret = -EINVAL;
8384
8385         switch (policy) {
8386         case SCHED_FIFO:
8387         case SCHED_RR:
8388                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8389                 break;
8390         case SCHED_DEADLINE:
8391         case SCHED_NORMAL:
8392         case SCHED_BATCH:
8393         case SCHED_IDLE:
8394                 ret = 0;
8395                 break;
8396         }
8397         return ret;
8398 }
8399
8400 /**
8401  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8402  * @policy: scheduling class.
8403  *
8404  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8405  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8406  * On failure, a negative error code is returned.
8407  */
8408 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8409 {
8410         int ret = -EINVAL;
8411
8412         switch (policy) {
8413         case SCHED_FIFO:
8414         case SCHED_RR:
8415                 ret = 1;
8416                 break;
8417         case SCHED_DEADLINE:
8418         case SCHED_NORMAL:
8419         case SCHED_BATCH:
8420         case SCHED_IDLE:
8421                 ret = 0;
8422         }
8423         return ret;
8424 }
8425
8426 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8427 {
8428         struct task_struct *p;
8429         unsigned int time_slice;
8430         struct rq_flags rf;
8431         struct rq *rq;
8432         int retval;
8433
8434         if (pid < 0)
8435                 return -EINVAL;
8436
8437         retval = -ESRCH;
8438         rcu_read_lock();
8439         p = find_process_by_pid(pid);
8440         if (!p)
8441                 goto out_unlock;
8442
8443         retval = security_task_getscheduler(p);
8444         if (retval)
8445                 goto out_unlock;
8446
8447         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8448         time_slice = 0;
8449         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8450                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8451         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8452
8453         rcu_read_unlock();
8454         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8455         return 0;
8456
8457 out_unlock:
8458         rcu_read_unlock();
8459         return retval;
8460 }
8461
8462 /**
8463  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8464  * @pid: pid of the process.
8465  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8466  *
8467  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8468  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8469  *
8470  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8471  * an error code.
8472  */
8473 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8474                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8475 {
8476         struct timespec64 t;
8477         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8478
8479         if (retval == 0)
8480                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8481
8482         return retval;
8483 }
8484
8485 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8486 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8487                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8488 {
8489         struct timespec64 t;
8490         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8491
8492         if (retval == 0)
8493                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8494         return retval;
8495 }
8496 #endif
8497
8498 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8499 {
8500         unsigned long free = 0;
8501         int ppid;
8502
8503         if (!try_get_task_stack(p))
8504                 return;
8505
8506         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8507
8508         if (task_is_running(p))
8509                 pr_cont("  running task    ");
8510 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8511         free = stack_not_used(p);
8512 #endif
8513         ppid = 0;
8514         rcu_read_lock();
8515         if (pid_alive(p))
8516                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8517         rcu_read_unlock();
8518         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8519                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8520                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
8521
8522         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8523         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8524         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8525         put_task_stack(p);
8526 }
8527 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8528
8529 static inline bool
8530 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8531 {
8532         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8533
8534         /* no filter, everything matches */
8535         if (!state_filter)
8536                 return true;
8537
8538         /* filter, but doesn't match */
8539         if (!(state & state_filter))
8540                 return false;
8541
8542         /*
8543          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8544          * TASK_KILLABLE).
8545          */
8546         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && state == TASK_IDLE)
8547                 return false;
8548
8549         return true;
8550 }
8551
8552
8553 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8554 {
8555         struct task_struct *g, *p;
8556
8557         rcu_read_lock();
8558         for_each_process_thread(g, p) {
8559                 /*
8560                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8561                  * console might take a lot of time:
8562                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8563                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8564                  * an IPI.
8565                  */
8566                 touch_nmi_watchdog();
8567                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8568                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8569                         sched_show_task(p);
8570         }
8571
8572 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8573         if (!state_filter)
8574                 sysrq_sched_debug_show();
8575 #endif
8576         rcu_read_unlock();
8577         /*
8578          * Only show locks if all tasks are dumped:
8579          */
8580         if (!state_filter)
8581                 debug_show_all_locks();
8582 }
8583
8584 /**
8585  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8586  * @idle: task in question
8587  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8588  *
8589  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8590  * flag, to make booting more robust.
8591  */
8592 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8593 {
8594         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8595         unsigned long flags;
8596
8597         __sched_fork(0, idle);
8598
8599         /*
8600          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
8601          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
8602          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
8603          * kthreads.
8604          */
8605         set_kthread_struct(idle);
8606
8607         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8608         raw_spin_rq_lock(rq);
8609
8610         idle->__state = TASK_RUNNING;
8611         idle->se.exec_start = sched_clock();
8612         /*
8613          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8614          * look like a proper per-CPU kthread.
8615          */
8616         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8617         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8618
8619         scs_task_reset(idle);
8620         kasan_unpoison_task_stack(idle);
8621
8622 #ifdef CONFIG_SMP
8623         /*
8624          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8625          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8626          *
8627          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8628          */
8629         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8630 #endif
8631         /*
8632          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8633          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8634          * lockdep check in task_group() will fail.
8635          *
8636          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8637          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8638          *
8639          * Silence PROVE_RCU
8640          */
8641         rcu_read_lock();
8642         __set_task_cpu(idle, cpu);
8643         rcu_read_unlock();
8644
8645         rq->idle = idle;
8646         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8647         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8648 #ifdef CONFIG_SMP
8649         idle->on_cpu = 1;
8650 #endif
8651         raw_spin_rq_unlock(rq);
8652         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8653
8654         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8655         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8656
8657         /*
8658          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8659          */
8660         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8661         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8662         vtime_init_idle(idle, cpu);
8663 #ifdef CONFIG_SMP
8664         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
8665 #endif
8666 }
8667
8668 #ifdef CONFIG_SMP
8669
8670 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
8671                               const struct cpumask *trial)
8672 {
8673         int ret = 1;
8674
8675         if (!cpumask_weight(cur))
8676                 return ret;
8677
8678         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
8679
8680         return ret;
8681 }
8682
8683 int task_can_attach(struct task_struct *p,
8684                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
8685 {
8686         int ret = 0;
8687
8688         /*
8689          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
8690          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
8691          * affinity and isolating such threads by their set of
8692          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
8693          * applicable for such threads.  This prevents checking for
8694          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
8695          * before cpus_mask may be changed.
8696          */
8697         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8698                 ret = -EINVAL;
8699                 goto out;
8700         }
8701
8702         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
8703                                               cs_cpus_allowed))
8704                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
8705
8706 out:
8707         return ret;
8708 }
8709
8710 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
8711
8712 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8713 /* Migrate current task p to target_cpu */
8714 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
8715 {
8716         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
8717         int curr_cpu = task_cpu(p);
8718
8719         if (curr_cpu == target_cpu)
8720                 return 0;
8721
8722         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
8723                 return -EINVAL;
8724
8725         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
8726
8727         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
8728         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
8729 }
8730
8731 /*
8732  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
8733  * tasks on the runqueues
8734  */
8735 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
8736 {
8737         bool queued, running;
8738         struct rq_flags rf;
8739         struct rq *rq;
8740
8741         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8742         queued = task_on_rq_queued(p);
8743         running = task_current(rq, p);
8744
8745         if (queued)
8746                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
8747         if (running)
8748                 put_prev_task(rq, p);
8749
8750         p->numa_preferred_nid = nid;
8751
8752         if (queued)
8753                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
8754         if (running)
8755                 set_next_task(rq, p);
8756         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8757 }
8758 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8759
8760 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
8761 /*
8762  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
8763  * offline.
8764  */
8765 void idle_task_exit(void)
8766 {
8767         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
8768
8769         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
8770         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
8771
8772         if (mm != &init_mm) {
8773                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
8774                 finish_arch_post_lock_switch();
8775         }
8776
8777         scs_task_reset(current);
8778         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
8779 }
8780
8781 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
8782 {
8783         struct task_struct *p = arg;
8784         struct rq *rq = this_rq();
8785         struct rq_flags rf;
8786         int cpu;
8787
8788         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
8789         rq_lock(rq, &rf);
8790
8791         update_rq_clock(rq);
8792
8793         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
8794                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
8795                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
8796         }
8797
8798         rq_unlock(rq, &rf);
8799         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
8800
8801         put_task_struct(p);
8802
8803         return 0;
8804 }
8805
8806 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
8807
8808 /*
8809  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
8810  *
8811  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
8812  * effective when the hotplug motion is down.
8813  */
8814 static void balance_push(struct rq *rq)
8815 {
8816         struct task_struct *push_task = rq->curr;
8817
8818         lockdep_assert_rq_held(rq);
8819
8820         /*
8821          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
8822          */
8823         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8824
8825         /*
8826          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
8827          * CPU.
8828          */
8829         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
8830                 return;
8831
8832         /*
8833          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
8834          * required to complete the hotplug process.
8835          */
8836         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
8837             is_migration_disabled(push_task)) {
8838
8839                 /*
8840                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
8841                  * up the hotplug control thread which might wait for the
8842                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
8843                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
8844                  * and can't obviously be running in parallel.
8845                  *
8846                  * On RT kernels this also has to check whether there are
8847                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
8848                  * need to leave the migrate disabled section first.
8849                  */
8850                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
8851                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
8852                         raw_spin_rq_unlock(rq);
8853                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
8854                         raw_spin_rq_lock(rq);
8855                 }
8856                 return;
8857         }
8858
8859         get_task_struct(push_task);
8860         /*
8861          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
8862          * Both preemption and IRQs are still disabled.
8863          */
8864         raw_spin_rq_unlock(rq);
8865         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
8866                             this_cpu_ptr(&push_work));
8867         /*
8868          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
8869          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
8870          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
8871          */
8872         raw_spin_rq_lock(rq);
8873 }
8874
8875 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
8876 {
8877         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8878         struct rq_flags rf;
8879
8880         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8881         if (on) {
8882                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
8883                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
8884         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
8885                 rq->balance_callback = NULL;
8886         }
8887         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8888 }
8889
8890 /*
8891  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
8892  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
8893  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
8894  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
8895  */
8896 static void balance_hotplug_wait(void)
8897 {
8898         struct rq *rq = this_rq();
8899
8900         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
8901                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
8902                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
8903 }
8904
8905 #else
8906
8907 static inline void balance_push(struct rq *rq)
8908 {
8909 }
8910
8911 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
8912 {
8913 }
8914
8915 static inline void balance_hotplug_wait(void)
8916 {
8917 }
8918
8919 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
8920
8921 void set_rq_online(struct rq *rq)
8922 {
8923         if (!rq->online) {
8924                 const struct sched_class *class;
8925
8926                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8927                 rq->online = 1;
8928
8929                 for_each_class(class) {
8930                         if (class->rq_online)
8931                                 class->rq_online(rq);
8932                 }
8933         }
8934 }
8935
8936 void set_rq_offline(struct rq *rq)
8937 {
8938         if (rq->online) {
8939                 const struct sched_class *class;
8940
8941                 for_each_class(class) {
8942                         if (class->rq_offline)
8943                                 class->rq_offline(rq);
8944                 }
8945
8946                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
8947                 rq->online = 0;
8948         }
8949 }
8950
8951 /*
8952  * used to mark begin/end of suspend/resume:
8953  */
8954 static int num_cpus_frozen;
8955
8956 /*
8957  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
8958  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
8959  * around partition_sched_domains().
8960  *
8961  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
8962  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
8963  */
8964 static void cpuset_cpu_active(void)
8965 {
8966         if (cpuhp_tasks_frozen) {
8967                 /*
8968                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
8969                  * resume sequence. As long as this is not the last online
8970                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
8971                  * domain, ignoring cpusets.
8972                  */
8973                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8974                 if (--num_cpus_frozen)
8975                         return;
8976                 /*
8977                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
8978                  * restore the original sched domains by considering the
8979                  * cpuset configurations.
8980                  */
8981                 cpuset_force_rebuild();
8982         }
8983         cpuset_update_active_cpus();
8984 }
8985
8986 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
8987 {
8988         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
8989                 if (dl_cpu_busy(cpu))
8990                         return -EBUSY;
8991                 cpuset_update_active_cpus();
8992         } else {
8993                 num_cpus_frozen++;
8994                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
8995         }
8996         return 0;
8997 }
8998
8999 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
9000 {
9001         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9002         struct rq_flags rf;
9003
9004         /*
9005          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
9006          * regular tasks.
9007          */
9008         balance_push_set(cpu, false);
9009
9010 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9011         /*
9012          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
9013          */
9014         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9015                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
9016 #endif
9017         set_cpu_active(cpu, true);
9018
9019         if (sched_smp_initialized) {
9020                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
9021                 cpuset_cpu_active();
9022         }
9023
9024         /*
9025          * Put the rq online, if not already. This happens:
9026          *
9027          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
9028          *    after all CPUs have been brought up.
9029          *
9030          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
9031          *    domains.
9032          */
9033         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9034         if (rq->rd) {
9035                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9036                 set_rq_online(rq);
9037         }
9038         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9039
9040         return 0;
9041 }
9042
9043 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
9044 {
9045         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9046         struct rq_flags rf;
9047         int ret;
9048
9049         /*
9050          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
9051          * load balancing when not active
9052          */
9053         nohz_balance_exit_idle(rq);
9054
9055         set_cpu_active(cpu, false);
9056
9057         /*
9058          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9059          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9060          * push those tasks away until this gets cleared, see
9061          * sched_cpu_dying().
9062          */
9063         balance_push_set(cpu, true);
9064
9065         /*
9066          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9067          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9068          * all new such users will observe it.
9069          *
9070          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9071          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9072          *
9073          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9074          */
9075         synchronize_rcu();
9076
9077         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9078         if (rq->rd) {
9079                 update_rq_clock(rq);
9080                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9081                 set_rq_offline(rq);
9082         }
9083         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9084
9085 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9086         /*
9087          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9088          */
9089         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9090                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9091
9092         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9093 #endif
9094
9095         if (!sched_smp_initialized)
9096                 return 0;
9097
9098         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9099         if (ret) {
9100                 balance_push_set(cpu, false);
9101                 set_cpu_active(cpu, true);
9102                 return ret;
9103         }
9104         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9105         return 0;
9106 }
9107
9108 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9109 {
9110         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9111
9112         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9113         update_max_interval();
9114 }
9115
9116 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9117 {
9118         sched_core_cpu_starting(cpu);
9119         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9120         sched_tick_start(cpu);
9121         return 0;
9122 }
9123
9124 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9125
9126 /*
9127  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9128  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9129  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9130  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9131  * any of those which might be on the way out are gone.
9132  *
9133  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9134  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9135  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9136  */
9137 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9138 {
9139         balance_hotplug_wait();
9140         return 0;
9141 }
9142
9143 /*
9144  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9145  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9146  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9147  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9148  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9149  *
9150  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9151  */
9152 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9153 {
9154         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9155
9156         if (delta)
9157                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9158 }
9159
9160 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9161 {
9162         struct task_struct *g, *p;
9163         int cpu = cpu_of(rq);
9164
9165         lockdep_assert_rq_held(rq);
9166
9167         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9168         for_each_process_thread(g, p) {
9169                 if (task_cpu(p) != cpu)
9170                         continue;
9171
9172                 if (!task_on_rq_queued(p))
9173                         continue;
9174
9175                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9176         }
9177 }
9178
9179 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9180 {
9181         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9182         struct rq_flags rf;
9183
9184         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9185         sched_tick_stop(cpu);
9186
9187         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9188         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9189                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9190                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9191         }
9192         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9193
9194         calc_load_migrate(rq);
9195         update_max_interval();
9196         hrtick_clear(rq);
9197         sched_core_cpu_dying(cpu);
9198         return 0;
9199 }
9200 #endif
9201
9202 void __init sched_init_smp(void)
9203 {
9204         sched_init_numa();
9205
9206         /*
9207          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9208          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9209          * happen.
9210          */
9211         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9212         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9213         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9214
9215         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9216         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
9217                 BUG();
9218         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9219         sched_init_granularity();
9220
9221         init_sched_rt_class();
9222         init_sched_dl_class();
9223
9224         sched_smp_initialized = true;
9225 }
9226
9227 static int __init migration_init(void)
9228 {
9229         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9230         return 0;
9231 }
9232 early_initcall(migration_init);
9233
9234 #else
9235 void __init sched_init_smp(void)
9236 {
9237         sched_init_granularity();
9238 }
9239 #endif /* CONFIG_SMP */
9240
9241 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9242 {
9243         return in_lock_functions(addr) ||
9244                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9245                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9246 }
9247
9248 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9249 /*
9250  * Default task group.
9251  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9252  */
9253 struct task_group root_task_group;
9254 LIST_HEAD(task_groups);
9255
9256 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9257 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9258 #endif
9259
9260 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
9261 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
9262
9263 void __init sched_init(void)
9264 {
9265         unsigned long ptr = 0;
9266         int i;
9267
9268         /* Make sure the linker didn't screw up */
9269         BUG_ON(&idle_sched_class + 1 != &fair_sched_class ||
9270                &fair_sched_class + 1 != &rt_sched_class ||
9271                &rt_sched_class + 1   != &dl_sched_class);
9272 #ifdef CONFIG_SMP
9273         BUG_ON(&dl_sched_class + 1 != &stop_sched_class);
9274 #endif
9275
9276         wait_bit_init();
9277
9278 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9279         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9280 #endif
9281 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9282         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9283 #endif
9284         if (ptr) {
9285                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9286
9287 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9288                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9289                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9290
9291                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9292                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9293
9294                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9295                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9296 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9297 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9298                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9299                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9300
9301                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9302                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9303
9304 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9305         }
9306 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
9307         for_each_possible_cpu(i) {
9308                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9309                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9310                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9311                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9312         }
9313 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
9314
9315         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9316         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9317
9318 #ifdef CONFIG_SMP
9319         init_defrootdomain();
9320 #endif
9321
9322 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9323         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9324                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9325 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9326
9327 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9328         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9329
9330         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9331         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9332         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9333         autogroup_init(&init_task);
9334 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9335
9336         for_each_possible_cpu(i) {
9337                 struct rq *rq;
9338
9339                 rq = cpu_rq(i);
9340                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9341                 rq->nr_running = 0;
9342                 rq->calc_load_active = 0;
9343                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9344                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9345                 init_rt_rq(&rq->rt);
9346                 init_dl_rq(&rq->dl);
9347 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9348                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9349                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9350                 /*
9351                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9352                  *
9353                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9354                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9355                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9356                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9357                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9358                  * (se->load.weight).
9359                  *
9360                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9361                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9362                  * then A0's share of the CPU resource is:
9363                  *
9364                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9365                  *
9366                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9367                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9368                  */
9369                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9370 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9371
9372                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9373 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9374                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9375 #endif
9376 #ifdef CONFIG_SMP
9377                 rq->sd = NULL;
9378                 rq->rd = NULL;
9379                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9380                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9381                 rq->active_balance = 0;
9382                 rq->next_balance = jiffies;
9383                 rq->push_cpu = 0;
9384                 rq->cpu = i;
9385                 rq->online = 0;
9386                 rq->idle_stamp = 0;
9387                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9388                 rq->wake_stamp = jiffies;
9389                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9390                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9391
9392                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9393
9394                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9395 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9396                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9397                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9398
9399                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9400 #endif
9401 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9402                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9403 #endif
9404 #endif /* CONFIG_SMP */
9405                 hrtick_rq_init(rq);
9406                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9407
9408 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9409                 rq->core = rq;
9410                 rq->core_pick = NULL;
9411                 rq->core_enabled = 0;
9412                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9413                 rq->core_forceidle = false;
9414
9415                 rq->core_cookie = 0UL;
9416 #endif
9417         }
9418
9419         set_load_weight(&init_task, false);
9420
9421         /*
9422          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9423          */
9424         mmgrab(&init_mm);
9425         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9426
9427         /*
9428          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9429          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9430          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9431          * when this runqueue becomes "idle".
9432          */
9433         init_idle(current, smp_processor_id());
9434
9435         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9436
9437 #ifdef CONFIG_SMP
9438         idle_thread_set_boot_cpu();
9439         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9440 #endif
9441         init_sched_fair_class();
9442
9443         psi_init();
9444
9445         init_uclamp();
9446
9447         preempt_dynamic_init();
9448
9449         scheduler_running = 1;
9450 }
9451
9452 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9453
9454 void __might_sleep(const char *file, int line)
9455 {
9456         unsigned int state = get_current_state();
9457         /*
9458          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9459          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9460          * otherwise we will destroy state.
9461          */
9462         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9463                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9464                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9465                         (void *)current->task_state_change,
9466                         (void *)current->task_state_change);
9467
9468         __might_resched(file, line, 0);
9469 }
9470 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9471
9472 static void print_preempt_disable_ip(int preempt_offset, unsigned long ip)
9473 {
9474         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT))
9475                 return;
9476
9477         if (preempt_count() == preempt_offset)
9478                 return;
9479
9480         pr_err("Preemption disabled at:");
9481         print_ip_sym(KERN_ERR, ip);
9482 }
9483
9484 static inline bool resched_offsets_ok(unsigned int offsets)
9485 {
9486         unsigned int nested = preempt_count();
9487
9488         nested += rcu_preempt_depth() << MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT;
9489
9490         return nested == offsets;
9491 }
9492
9493 void __might_resched(const char *file, int line, unsigned int offsets)
9494 {
9495         /* Ratelimiting timestamp: */
9496         static unsigned long prev_jiffy;
9497
9498         unsigned long preempt_disable_ip;
9499
9500         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9501         rcu_sleep_check();
9502
9503         if ((resched_offsets_ok(offsets) && !irqs_disabled() &&
9504              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9505             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9506             oops_in_progress)
9507                 return;
9508
9509         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9510                 return;
9511         prev_jiffy = jiffies;
9512
9513         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9514         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9515
9516         pr_err("BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9517                file, line);
9518         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9519                in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9520                current->pid, current->comm);
9521         pr_err("preempt_count: %x, expected: %x\n", preempt_count(),
9522                offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK);
9523
9524         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) {
9525                 pr_err("RCU nest depth: %d, expected: %u\n",
9526                        rcu_preempt_depth(), offsets >> MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT);
9527         }
9528
9529         if (task_stack_end_corrupted(current))
9530                 pr_emerg("Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9531
9532         debug_show_held_locks(current);
9533         if (irqs_disabled())
9534                 print_irqtrace_events(current);
9535
9536         print_preempt_disable_ip(offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK,
9537                                  preempt_disable_ip);
9538
9539         dump_stack();
9540         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9541 }
9542 EXPORT_SYMBOL(__might_resched);
9543
9544 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9545 {
9546         static unsigned long prev_jiffy;
9547
9548         if (irqs_disabled())
9549                 return;
9550
9551         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9552                 return;
9553
9554         if (preempt_count() > preempt_offset)
9555                 return;
9556
9557         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9558                 return;
9559         prev_jiffy = jiffies;
9560
9561         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9562         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9563                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9564                         current->pid, current->comm);
9565
9566         debug_show_held_locks(current);
9567         dump_stack();
9568         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9569 }
9570 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9571
9572 #ifdef CONFIG_SMP
9573 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9574 {
9575         static unsigned long prev_jiffy;
9576
9577         if (irqs_disabled())
9578                 return;
9579
9580         if (is_migration_disabled(current))
9581                 return;
9582
9583         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9584                 return;
9585
9586         if (preempt_count() > 0)
9587                 return;
9588
9589         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9590                 return;
9591         prev_jiffy = jiffies;
9592
9593         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9594         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9595                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9596                current->pid, current->comm);
9597
9598         debug_show_held_locks(current);
9599         dump_stack();
9600         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9601 }
9602 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9603 #endif
9604 #endif
9605
9606 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9607 void normalize_rt_tasks(void)
9608 {
9609         struct task_struct *g, *p;
9610         struct sched_attr attr = {
9611                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9612         };
9613
9614         read_lock(&tasklist_lock);
9615         for_each_process_thread(g, p) {
9616                 /*
9617                  * Only normalize user tasks:
9618                  */
9619                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9620                         continue;
9621
9622                 p->se.exec_start = 0;
9623                 schedstat_set(p->stats.wait_start,  0);
9624                 schedstat_set(p->stats.sleep_start, 0);
9625                 schedstat_set(p->stats.block_start, 0);
9626
9627                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9628                         /*
9629                          * Renice negative nice level userspace
9630                          * tasks back to 0:
9631                          */
9632                         if (task_nice(p) < 0)
9633                                 set_user_nice(p, 0);
9634                         continue;
9635                 }
9636
9637                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9638         }
9639         read_unlock(&tasklist_lock);
9640 }
9641
9642 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9643
9644 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9645 /*
9646  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
9647  *
9648  * They can only be called when the whole system has been
9649  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
9650  * activity can take place. Using them for anything else would
9651  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
9652  * under any other configuration.
9653  */
9654
9655 /**
9656  * curr_task - return the current task for a given CPU.
9657  * @cpu: the processor in question.
9658  *
9659  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9660  *
9661  * Return: The current task for @cpu.
9662  */
9663 struct task_struct *curr_task(int cpu)
9664 {
9665         return cpu_curr(cpu);
9666 }
9667
9668 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
9669
9670 #ifdef CONFIG_IA64
9671 /**
9672  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
9673  * @cpu: the processor in question.
9674  * @p: the task pointer to set.
9675  *
9676  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
9677  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
9678  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
9679  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
9680  * and caller must save the original value of the current task (see
9681  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
9682  * re-starting the system.
9683  *
9684  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9685  */
9686 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
9687 {
9688         cpu_curr(cpu) = p;
9689 }
9690
9691 #endif
9692
9693 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9694 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
9695 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
9696
9697 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
9698                                             struct task_group *parent)
9699 {
9700 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9701         enum uclamp_id clamp_id;
9702
9703         for_each_clamp_id(clamp_id) {
9704                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
9705                               uclamp_none(clamp_id), false);
9706                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
9707         }
9708 #endif
9709 }
9710
9711 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
9712 {
9713         free_fair_sched_group(tg);
9714         free_rt_sched_group(tg);
9715         autogroup_free(tg);
9716         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
9717 }
9718
9719 /* allocate runqueue etc for a new task group */
9720 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
9721 {
9722         struct task_group *tg;
9723
9724         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
9725         if (!tg)
9726                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9727
9728         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
9729                 goto err;
9730
9731         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
9732                 goto err;
9733
9734         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
9735
9736         return tg;
9737
9738 err:
9739         sched_free_group(tg);
9740         return ERR_PTR(-ENOMEM);
9741 }
9742
9743 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
9744 {
9745         unsigned long flags;
9746
9747         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9748         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
9749
9750         /* Root should already exist: */
9751         WARN_ON(!parent);
9752
9753         tg->parent = parent;
9754         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
9755         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
9756         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9757
9758         online_fair_sched_group(tg);
9759 }
9760
9761 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
9762 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
9763 {
9764         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
9765         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
9766 }
9767
9768 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
9769 {
9770         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
9771         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
9772 }
9773
9774 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
9775 {
9776         unsigned long flags;
9777
9778         /* End participation in shares distribution: */
9779         unregister_fair_sched_group(tg);
9780
9781         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
9782         list_del_rcu(&tg->list);
9783         list_del_rcu(&tg->siblings);
9784         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
9785 }
9786
9787 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
9788 {
9789         struct task_group *tg;
9790
9791         /*
9792          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
9793          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
9794          * to prevent lockdep warnings.
9795          */
9796         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
9797                           struct task_group, css);
9798         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
9799         tsk->sched_task_group = tg;
9800
9801 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9802         if (tsk->sched_class->task_change_group)
9803                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
9804         else
9805 #endif
9806                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
9807 }
9808
9809 /*
9810  * Change task's runqueue when it moves between groups.
9811  *
9812  * The caller of this function should have put the task in its new group by
9813  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
9814  * its new group.
9815  */
9816 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
9817 {
9818         int queued, running, queue_flags =
9819                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
9820         struct rq_flags rf;
9821         struct rq *rq;
9822
9823         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
9824         update_rq_clock(rq);
9825
9826         running = task_current(rq, tsk);
9827         queued = task_on_rq_queued(tsk);
9828
9829         if (queued)
9830                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
9831         if (running)
9832                 put_prev_task(rq, tsk);
9833
9834         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
9835
9836         if (queued)
9837                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
9838         if (running) {
9839                 set_next_task(rq, tsk);
9840                 /*
9841                  * After changing group, the running task may have joined a
9842                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
9843                  * resched to make sure that task can still run.
9844                  */
9845                 resched_curr(rq);
9846         }
9847
9848         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
9849 }
9850
9851 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
9852 {
9853         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
9854 }
9855
9856 static struct cgroup_subsys_state *
9857 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
9858 {
9859         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
9860         struct task_group *tg;
9861
9862         if (!parent) {
9863                 /* This is early initialization for the top cgroup */
9864                 return &root_task_group.css;
9865         }
9866
9867         tg = sched_create_group(parent);
9868         if (IS_ERR(tg))
9869                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
9870
9871         return &tg->css;
9872 }
9873
9874 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
9875 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
9876 {
9877         struct task_group *tg = css_tg(css);
9878         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
9879
9880         if (parent)
9881                 sched_online_group(tg, parent);
9882
9883 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9884         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
9885         mutex_lock(&uclamp_mutex);
9886         rcu_read_lock();
9887         cpu_util_update_eff(css);
9888         rcu_read_unlock();
9889         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
9890 #endif
9891
9892         return 0;
9893 }
9894
9895 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
9896 {
9897         struct task_group *tg = css_tg(css);
9898
9899         sched_offline_group(tg);
9900 }
9901
9902 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
9903 {
9904         struct task_group *tg = css_tg(css);
9905
9906         /*
9907          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
9908          */
9909         sched_free_group(tg);
9910 }
9911
9912 /*
9913  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
9914  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
9915  */
9916 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
9917 {
9918         struct rq_flags rf;
9919         struct rq *rq;
9920
9921         rq = task_rq_lock(task, &rf);
9922
9923         update_rq_clock(rq);
9924         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
9925
9926         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
9927 }
9928
9929 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9930 {
9931         struct task_struct *task;
9932         struct cgroup_subsys_state *css;
9933         int ret = 0;
9934
9935         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
9936 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9937                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
9938                         return -EINVAL;
9939 #endif
9940                 /*
9941                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
9942                  * running, we're sure to observe its full state.
9943                  */
9944                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
9945                 /*
9946                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
9947                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
9948                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
9949                  */
9950                 if (READ_ONCE(task->__state) == TASK_NEW)
9951                         ret = -EINVAL;
9952                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
9953
9954                 if (ret)
9955                         break;
9956         }
9957         return ret;
9958 }
9959
9960 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
9961 {
9962         struct task_struct *task;
9963         struct cgroup_subsys_state *css;
9964
9965         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
9966                 sched_move_task(task);
9967 }
9968
9969 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
9970 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
9971 {
9972         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
9973         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
9974         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
9975         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
9976         enum uclamp_id clamp_id;
9977         unsigned int clamps;
9978
9979         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
9980         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
9981
9982         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
9983                 uc_parent = css_tg(css)->parent
9984                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
9985
9986                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
9987                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
9988                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
9989                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
9990                         if (uc_parent &&
9991                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
9992                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
9993                         }
9994                 }
9995                 /* Ensure protection is always capped by limit */
9996                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
9997
9998                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
9999                 clamps = 0x0;
10000                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
10001                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10002                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
10003                                 continue;
10004                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
10005                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
10006                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
10007                 }
10008                 if (!clamps) {
10009                         css = css_rightmost_descendant(css);
10010                         continue;
10011                 }
10012
10013                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
10014                 uclamp_update_active_tasks(css);
10015         }
10016 }
10017
10018 /*
10019  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
10020  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
10021  * character constant, use two levels of macros.
10022  */
10023 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
10024 #define POW10(exp) _POW10(exp)
10025
10026 struct uclamp_request {
10027 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
10028 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
10029         s64 percent;
10030         u64 util;
10031         int ret;
10032 };
10033
10034 static inline struct uclamp_request
10035 capacity_from_percent(char *buf)
10036 {
10037         struct uclamp_request req = {
10038                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
10039                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
10040                 .ret = 0,
10041         };
10042
10043         buf = strim(buf);
10044         if (strcmp(buf, "max")) {
10045                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
10046                                              &req.percent);
10047                 if (req.ret)
10048                         return req;
10049                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
10050                         req.ret = -ERANGE;
10051                         return req;
10052                 }
10053
10054                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
10055                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
10056         }
10057
10058         return req;
10059 }
10060
10061 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
10062                                 size_t nbytes, loff_t off,
10063                                 enum uclamp_id clamp_id)
10064 {
10065         struct uclamp_request req;
10066         struct task_group *tg;
10067
10068         req = capacity_from_percent(buf);
10069         if (req.ret)
10070                 return req.ret;
10071
10072         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
10073
10074         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10075         rcu_read_lock();
10076
10077         tg = css_tg(of_css(of));
10078         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10079                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10080
10081         /*
10082          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10083          * exact requested value
10084          */
10085         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10086
10087         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10088         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10089
10090         rcu_read_unlock();
10091         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10092
10093         return nbytes;
10094 }
10095
10096 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10097                                     char *buf, size_t nbytes,
10098                                     loff_t off)
10099 {
10100         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10101 }
10102
10103 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10104                                     char *buf, size_t nbytes,
10105                                     loff_t off)
10106 {
10107         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10108 }
10109
10110 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10111                                     enum uclamp_id clamp_id)
10112 {
10113         struct task_group *tg;
10114         u64 util_clamp;
10115         u64 percent;
10116         u32 rem;
10117
10118         rcu_read_lock();
10119         tg = css_tg(seq_css(sf));
10120         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10121         rcu_read_unlock();
10122
10123         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10124                 seq_puts(sf, "max\n");
10125                 return;
10126         }
10127
10128         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10129         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10130         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10131 }
10132
10133 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10134 {
10135         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10136         return 0;
10137 }
10138
10139 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10140 {
10141         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10142         return 0;
10143 }
10144 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10145
10146 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10147 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10148                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10149 {
10150         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10151                 shareval = MAX_SHARES;
10152         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10153 }
10154
10155 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10156                                struct cftype *cft)
10157 {
10158         struct task_group *tg = css_tg(css);
10159
10160         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10161 }
10162
10163 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10164 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10165
10166 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10167 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10168 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10169 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10170
10171 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10172
10173 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10174                                 u64 burst)
10175 {
10176         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10177         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10178
10179         if (tg == &root_task_group)
10180                 return -EINVAL;
10181
10182         /*
10183          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10184          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10185          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10186          */
10187         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10188                 return -EINVAL;
10189
10190         /*
10191          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10192          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10193          * feasibility.
10194          */
10195         if (period > max_cfs_quota_period)
10196                 return -EINVAL;
10197
10198         /*
10199          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10200          */
10201         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10202                 return -EINVAL;
10203
10204         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10205                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10206                 return -EINVAL;
10207
10208         /*
10209          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10210          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10211          */
10212         cpus_read_lock();
10213         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10214         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10215         if (ret)
10216                 goto out_unlock;
10217
10218         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10219         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10220         /*
10221          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10222          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10223          */
10224         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10225                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10226         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10227         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10228         cfs_b->quota = quota;
10229         cfs_b->burst = burst;
10230
10231         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10232
10233         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10234         if (runtime_enabled)
10235                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10236
10237         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10238
10239         for_each_online_cpu(i) {
10240                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10241                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10242                 struct rq_flags rf;
10243
10244                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10245                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10246                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10247
10248                 if (cfs_rq->throttled)
10249                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10250                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10251         }
10252         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10253                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10254 out_unlock:
10255         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10256         cpus_read_unlock();
10257
10258         return ret;
10259 }
10260
10261 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10262 {
10263         u64 quota, period, burst;
10264
10265         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10266         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10267         if (cfs_quota_us < 0)
10268                 quota = RUNTIME_INF;
10269         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10270                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10271         else
10272                 return -EINVAL;
10273
10274         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10275 }
10276
10277 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10278 {
10279         u64 quota_us;
10280
10281         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10282                 return -1;
10283
10284         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10285         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10286
10287         return quota_us;
10288 }
10289
10290 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10291 {
10292         u64 quota, period, burst;
10293
10294         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10295                 return -EINVAL;
10296
10297         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10298         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10299         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10300
10301         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10302 }
10303
10304 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10305 {
10306         u64 cfs_period_us;
10307
10308         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10309         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10310
10311         return cfs_period_us;
10312 }
10313
10314 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10315 {
10316         u64 quota, period, burst;
10317
10318         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10319                 return -EINVAL;
10320
10321         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10322         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10323         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10324
10325         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10326 }
10327
10328 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10329 {
10330         u64 burst_us;
10331
10332         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10333         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10334
10335         return burst_us;
10336 }
10337
10338 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10339                                   struct cftype *cft)
10340 {
10341         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10342 }
10343
10344 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10345                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10346 {
10347         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10348 }
10349
10350 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10351                                    struct cftype *cft)
10352 {
10353         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10354 }
10355
10356 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10357                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10358 {
10359         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10360 }
10361
10362 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10363                                   struct cftype *cft)
10364 {
10365         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10366 }
10367
10368 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10369                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10370 {
10371         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10372 }
10373
10374 struct cfs_schedulable_data {
10375         struct task_group *tg;
10376         u64 period, quota;
10377 };
10378
10379 /*
10380  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10381  * note: units are usecs
10382  */
10383 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10384                                struct cfs_schedulable_data *d)
10385 {
10386         u64 quota, period;
10387
10388         if (tg == d->tg) {
10389                 period = d->period;
10390                 quota = d->quota;
10391         } else {
10392                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10393                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10394         }
10395
10396         /* note: these should typically be equivalent */
10397         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10398                 return RUNTIME_INF;
10399
10400         return to_ratio(period, quota);
10401 }
10402
10403 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10404 {
10405         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10406         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10407         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10408
10409         if (!tg->parent) {
10410                 quota = RUNTIME_INF;
10411         } else {
10412                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10413
10414                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10415                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10416
10417                 /*
10418                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10419                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10420                  * limit is set:
10421                  */
10422                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10423                         quota = min(quota, parent_quota);
10424                 } else {
10425                         if (quota == RUNTIME_INF)
10426                                 quota = parent_quota;
10427                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10428                                 return -EINVAL;
10429                 }
10430         }
10431         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10432
10433         return 0;
10434 }
10435
10436 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10437 {
10438         int ret;
10439         struct cfs_schedulable_data data = {
10440                 .tg = tg,
10441                 .period = period,
10442                 .quota = quota,
10443         };
10444
10445         if (quota != RUNTIME_INF) {
10446                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10447                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10448         }
10449
10450         rcu_read_lock();
10451         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10452         rcu_read_unlock();
10453
10454         return ret;
10455 }
10456
10457 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10458 {
10459         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10460         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10461
10462         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10463         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10464         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10465
10466         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10467                 struct sched_statistics *stats;
10468                 u64 ws = 0;
10469                 int i;
10470
10471                 for_each_possible_cpu(i) {
10472                         stats = __schedstats_from_se(tg->se[i]);
10473                         ws += schedstat_val(stats->wait_sum);
10474                 }
10475
10476                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10477         }
10478
10479         seq_printf(sf, "nr_bursts %d\n", cfs_b->nr_burst);
10480         seq_printf(sf, "burst_time %llu\n", cfs_b->burst_time);
10481
10482         return 0;
10483 }
10484 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10485 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10486
10487 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10488 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10489                                 struct cftype *cft, s64 val)
10490 {
10491         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10492 }
10493
10494 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10495                                struct cftype *cft)
10496 {
10497         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10498 }
10499
10500 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10501                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10502 {
10503         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10504 }
10505
10506 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10507                                    struct cftype *cft)
10508 {
10509         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10510 }
10511 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10512
10513 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10514 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10515                                struct cftype *cft)
10516 {
10517         return css_tg(css)->idle;
10518 }
10519
10520 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10521                                 struct cftype *cft, s64 idle)
10522 {
10523         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
10524 }
10525 #endif
10526
10527 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10528 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10529         {
10530                 .name = "shares",
10531                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10532                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10533         },
10534         {
10535                 .name = "idle",
10536                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10537                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10538         },
10539 #endif
10540 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10541         {
10542                 .name = "cfs_quota_us",
10543                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10544                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10545         },
10546         {
10547                 .name = "cfs_period_us",
10548                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10549                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10550         },
10551         {
10552                 .name = "cfs_burst_us",
10553                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10554                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10555         },
10556         {
10557                 .name = "stat",
10558                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10559         },
10560 #endif
10561 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10562         {
10563                 .name = "rt_runtime_us",
10564                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10565                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10566         },
10567         {
10568                 .name = "rt_period_us",
10569                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10570                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10571         },
10572 #endif
10573 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10574         {
10575                 .name = "uclamp.min",
10576                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10577                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10578                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10579         },
10580         {
10581                 .name = "uclamp.max",
10582                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10583                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10584                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10585         },
10586 #endif
10587         { }     /* Terminate */
10588 };
10589
10590 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10591                                struct cgroup_subsys_state *css)
10592 {
10593 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10594         {
10595                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10596                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10597                 u64 throttled_usec, burst_usec;
10598
10599                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10600                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10601                 burst_usec = cfs_b->burst_time;
10602                 do_div(burst_usec, NSEC_PER_USEC);
10603
10604                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10605                            "nr_throttled %d\n"
10606                            "throttled_usec %llu\n"
10607                            "nr_bursts %d\n"
10608                            "burst_usec %llu\n",
10609                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10610                            throttled_usec, cfs_b->nr_burst, burst_usec);
10611         }
10612 #endif
10613         return 0;
10614 }
10615
10616 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10617 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10618                                struct cftype *cft)
10619 {
10620         struct task_group *tg = css_tg(css);
10621         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
10622
10623         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
10624 }
10625
10626 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10627                                 struct cftype *cft, u64 weight)
10628 {
10629         /*
10630          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
10631          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
10632          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
10633          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
10634          * the original value over the entire range.
10635          */
10636         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
10637                 return -ERANGE;
10638
10639         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
10640
10641         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10642 }
10643
10644 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10645                                     struct cftype *cft)
10646 {
10647         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
10648         int last_delta = INT_MAX;
10649         int prio, delta;
10650
10651         /* find the closest nice value to the current weight */
10652         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
10653                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
10654                 if (delta >= last_delta)
10655                         break;
10656                 last_delta = delta;
10657         }
10658
10659         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
10660 }
10661
10662 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10663                                      struct cftype *cft, s64 nice)
10664 {
10665         unsigned long weight;
10666         int idx;
10667
10668         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
10669                 return -ERANGE;
10670
10671         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
10672         idx = array_index_nospec(idx, 40);
10673         weight = sched_prio_to_weight[idx];
10674
10675         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10676 }
10677 #endif
10678
10679 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
10680                                                   long period, long quota)
10681 {
10682         if (quota < 0)
10683                 seq_puts(sf, "max");
10684         else
10685                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
10686
10687         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
10688 }
10689
10690 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
10691 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
10692                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
10693 {
10694         char tok[21];   /* U64_MAX */
10695
10696         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
10697                 return -EINVAL;
10698
10699         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
10700
10701         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
10702                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
10703         else if (!strcmp(tok, "max"))
10704                 *quotap = RUNTIME_INF;
10705         else
10706                 return -EINVAL;
10707
10708         return 0;
10709 }
10710
10711 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10712 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10713 {
10714         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10715
10716         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
10717         return 0;
10718 }
10719
10720 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10721                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
10722 {
10723         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
10724         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
10725         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
10726         u64 quota;
10727         int ret;
10728
10729         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
10730         if (!ret)
10731                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10732         return ret ?: nbytes;
10733 }
10734 #endif
10735
10736 static struct cftype cpu_files[] = {
10737 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10738         {
10739                 .name = "weight",
10740                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10741                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
10742                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
10743         },
10744         {
10745                 .name = "weight.nice",
10746                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10747                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
10748                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
10749         },
10750         {
10751                 .name = "idle",
10752                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10753                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10754                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10755         },
10756 #endif
10757 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10758         {
10759                 .name = "max",
10760                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10761                 .seq_show = cpu_max_show,
10762                 .write = cpu_max_write,
10763         },
10764         {
10765                 .name = "max.burst",
10766                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10767                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10768                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10769         },
10770 #endif
10771 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10772         {
10773                 .name = "uclamp.min",
10774                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10775                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10776                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10777         },
10778         {
10779                 .name = "uclamp.max",
10780                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10781                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10782                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10783         },
10784 #endif
10785         { }     /* terminate */
10786 };
10787
10788 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
10789         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
10790         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
10791         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
10792         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
10793         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
10794         .fork           = cpu_cgroup_fork,
10795         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
10796         .attach         = cpu_cgroup_attach,
10797         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
10798         .dfl_cftypes    = cpu_files,
10799         .early_init     = true,
10800         .threaded       = true,
10801 };
10802
10803 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
10804
10805 void dump_cpu_task(int cpu)
10806 {
10807         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
10808         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
10809 }
10810
10811 /*
10812  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
10813  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
10814  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
10815  * that remained on nice 0.
10816  *
10817  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
10818  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
10819  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
10820  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
10821  * the relative distance between them is ~25%.)
10822  */
10823 const int sched_prio_to_weight[40] = {
10824  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
10825  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
10826  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
10827  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
10828  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
10829  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
10830  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
10831  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
10832 };
10833
10834 /*
10835  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
10836  *
10837  * In cases where the weight does not change often, we can use the
10838  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
10839  * into multiplications:
10840  */
10841 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
10842  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
10843  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
10844  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
10845  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
10846  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
10847  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
10848  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
10849  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
10850 };
10851
10852 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
10853 {
10854         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
10855 }