Merge tag 'riscv-for-linus-6.1-mw1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[linux-block.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #include <linux/highmem.h>
10 #include <linux/hrtimer_api.h>
11 #include <linux/ktime_api.h>
12 #include <linux/sched/signal.h>
13 #include <linux/syscalls_api.h>
14 #include <linux/debug_locks.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/capability.h>
17 #include <linux/pgtable_api.h>
18 #include <linux/wait_bit.h>
19 #include <linux/jiffies.h>
20 #include <linux/spinlock_api.h>
21 #include <linux/cpumask_api.h>
22 #include <linux/lockdep_api.h>
23 #include <linux/hardirq.h>
24 #include <linux/softirq.h>
25 #include <linux/refcount_api.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/sched/clock.h>
28 #include <linux/sched/cond_resched.h>
29 #include <linux/sched/cputime.h>
30 #include <linux/sched/debug.h>
31 #include <linux/sched/hotplug.h>
32 #include <linux/sched/init.h>
33 #include <linux/sched/isolation.h>
34 #include <linux/sched/loadavg.h>
35 #include <linux/sched/mm.h>
36 #include <linux/sched/nohz.h>
37 #include <linux/sched/rseq_api.h>
38 #include <linux/sched/rt.h>
39
40 #include <linux/blkdev.h>
41 #include <linux/context_tracking.h>
42 #include <linux/cpuset.h>
43 #include <linux/delayacct.h>
44 #include <linux/init_task.h>
45 #include <linux/interrupt.h>
46 #include <linux/ioprio.h>
47 #include <linux/kallsyms.h>
48 #include <linux/kcov.h>
49 #include <linux/kprobes.h>
50 #include <linux/llist_api.h>
51 #include <linux/mmu_context.h>
52 #include <linux/mmzone.h>
53 #include <linux/mutex_api.h>
54 #include <linux/nmi.h>
55 #include <linux/nospec.h>
56 #include <linux/perf_event_api.h>
57 #include <linux/profile.h>
58 #include <linux/psi.h>
59 #include <linux/rcuwait_api.h>
60 #include <linux/sched/wake_q.h>
61 #include <linux/scs.h>
62 #include <linux/slab.h>
63 #include <linux/syscalls.h>
64 #include <linux/vtime.h>
65 #include <linux/wait_api.h>
66 #include <linux/workqueue_api.h>
67
68 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
69 # ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
70 #  include <linux/entry-common.h>
71 # endif
72 #endif
73
74 #include <uapi/linux/sched/types.h>
75
76 #include <asm/irq_regs.h>
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <linux/sched/rseq_api.h>
82 #include <trace/events/sched.h>
83 #undef CREATE_TRACE_POINTS
84
85 #include "sched.h"
86 #include "stats.h"
87 #include "autogroup.h"
88
89 #include "autogroup.h"
90 #include "pelt.h"
91 #include "smp.h"
92 #include "stats.h"
93
94 #include "../workqueue_internal.h"
95 #include "../../io_uring/io-wq.h"
96 #include "../smpboot.h"
97
98 /*
99  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
100  * associated with them) to allow external modules to probe them.
101  */
102 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
103 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
104 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
105 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
106 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
107 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_thermal_tp);
108 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
109 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
110 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
111 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
112 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
113
114 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
115
116 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
117 /*
118  * Debugging: various feature bits
119  *
120  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
121  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
122  * at compile time and compiler optimization based on features default.
123  */
124 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
125         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
126 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
127 #include "features.h"
128         0;
129 #undef SCHED_FEAT
130
131 /*
132  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
133  * LATENCY_WARN is enabled).
134  *
135  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
136  * per boot.
137  */
138 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
139 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
140 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
141
142 /*
143  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
144  * Limited because this is done with IRQs disabled.
145  */
146 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
147 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 8;
148 #else
149 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
150 #endif
151
152 __read_mostly int scheduler_running;
153
154 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
155
156 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
157
158 /* kernel prio, less is more */
159 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
160 {
161         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
162                 return -2;
163
164         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
165                 return p->prio; /* [-1, 99] */
166
167         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
168                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
169
170         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
171 }
172
173 /*
174  * l(a,b)
175  * le(a,b) := !l(b,a)
176  * g(a,b)  := l(b,a)
177  * ge(a,b) := !l(a,b)
178  */
179
180 /* real prio, less is less */
181 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
182 {
183
184         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
185
186         if (-pa < -pb)
187                 return true;
188
189         if (-pb < -pa)
190                 return false;
191
192         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
193                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
194
195         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
196                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
197
198         return false;
199 }
200
201 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
202 {
203         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
204                 return true;
205
206         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
207                 return false;
208
209         /* flip prio, so high prio is leftmost */
210         if (prio_less(b, a, !!task_rq(a)->core->core_forceidle_count))
211                 return true;
212
213         return false;
214 }
215
216 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
217
218 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
219 {
220         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
221 }
222
223 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
224 {
225         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
226         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
227
228         if (cookie < p->core_cookie)
229                 return -1;
230
231         if (cookie > p->core_cookie)
232                 return 1;
233
234         return 0;
235 }
236
237 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
238 {
239         rq->core->core_task_seq++;
240
241         if (!p->core_cookie)
242                 return;
243
244         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
245 }
246
247 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
248 {
249         rq->core->core_task_seq++;
250
251         if (sched_core_enqueued(p)) {
252                 rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
253                 RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
254         }
255
256         /*
257          * Migrating the last task off the cpu, with the cpu in forced idle
258          * state. Reschedule to create an accounting edge for forced idle,
259          * and re-examine whether the core is still in forced idle state.
260          */
261         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE) && rq->nr_running == 1 &&
262             rq->core->core_forceidle_count && rq->curr == rq->idle)
263                 resched_curr(rq);
264 }
265
266 /*
267  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
268  */
269 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
270 {
271         struct rb_node *node;
272
273         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
274         /*
275          * The idle task always matches any cookie!
276          */
277         if (!node)
278                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
279
280         return __node_2_sc(node);
281 }
282
283 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
284 {
285         struct rb_node *node = &p->core_node;
286
287         node = rb_next(node);
288         if (!node)
289                 return NULL;
290
291         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
292         if (p->core_cookie != cookie)
293                 return NULL;
294
295         return p;
296 }
297
298 /*
299  * Magic required such that:
300  *
301  *      raw_spin_rq_lock(rq);
302  *      ...
303  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
304  *
305  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
306  * always agree on what rq has what lock.
307  *
308  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
309  */
310
311 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
312 static atomic_t sched_core_count;
313 static struct cpumask sched_core_mask;
314
315 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
316 {
317         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
318         int t, i = 0;
319
320         local_irq_save(*flags);
321         for_each_cpu(t, smt_mask)
322                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
323 }
324
325 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
326 {
327         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
328         int t;
329
330         for_each_cpu(t, smt_mask)
331                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
332         local_irq_restore(*flags);
333 }
334
335 static void __sched_core_flip(bool enabled)
336 {
337         unsigned long flags;
338         int cpu, t;
339
340         cpus_read_lock();
341
342         /*
343          * Toggle the online cores, one by one.
344          */
345         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
346         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
347                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
348
349                 sched_core_lock(cpu, &flags);
350
351                 for_each_cpu(t, smt_mask)
352                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
353
354                 cpu_rq(cpu)->core->core_forceidle_start = 0;
355
356                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
357
358                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
359         }
360
361         /*
362          * Toggle the offline CPUs.
363          */
364         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
365         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
366
367         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
368                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
369
370         cpus_read_unlock();
371 }
372
373 static void sched_core_assert_empty(void)
374 {
375         int cpu;
376
377         for_each_possible_cpu(cpu)
378                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
379 }
380
381 static void __sched_core_enable(void)
382 {
383         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
384         /*
385          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
386          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
387          */
388         synchronize_rcu();
389         __sched_core_flip(true);
390         sched_core_assert_empty();
391 }
392
393 static void __sched_core_disable(void)
394 {
395         sched_core_assert_empty();
396         __sched_core_flip(false);
397         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
398 }
399
400 void sched_core_get(void)
401 {
402         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
403                 return;
404
405         mutex_lock(&sched_core_mutex);
406         if (!atomic_read(&sched_core_count))
407                 __sched_core_enable();
408
409         smp_mb__before_atomic();
410         atomic_inc(&sched_core_count);
411         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
412 }
413
414 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
415 {
416         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
417                 __sched_core_disable();
418                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
419         }
420 }
421
422 void sched_core_put(void)
423 {
424         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
425
426         /*
427          * "There can be only one"
428          *
429          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
430          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
431          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
432          */
433         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
434                 schedule_work(&_work);
435 }
436
437 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
438
439 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
440 static inline void
441 sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags) { }
442
443 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
444
445 /*
446  * Serialization rules:
447  *
448  * Lock order:
449  *
450  *   p->pi_lock
451  *     rq->lock
452  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
453  *
454  *  rq1->lock
455  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
456  *
457  * Regular state:
458  *
459  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
460  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
461  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
462  * to run next.
463  *
464  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
465  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
466  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
467  * ttwu_queue_wakelist() ]
468  *
469  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
470  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
471  *
472  * Special state:
473  *
474  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
475  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
476  * stable while holding either lock:
477  *
478  *  - sched_setaffinity()/
479  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
480  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
481  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
482  *                              p->se.load, p->rt_priority,
483  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
484  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
485  *  - sched_move_task()/
486  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
487  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
488  *
489  * p->state <- TASK_*:
490  *
491  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
492  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
493  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
494  *   concurrent self.
495  *
496  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
497  *
498  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
499  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
500  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
501  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
502  *
503  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
504  *
505  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
506  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
507  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
508  *
509  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
510  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
511  *
512  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
513  *
514  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
515  *
516  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
517  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
518  *
519  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
520  *
521  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
522  *
523  *  - for migration called under rq->lock:
524  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
525  *
526  *    o move_queued_task()
527  *    o detach_task()
528  *
529  *  - for migration called under double_rq_lock():
530  *
531  *    o __migrate_swap_task()
532  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
533  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
534  *    o dl_task_offline_migration()
535  *
536  */
537
538 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
539 {
540         raw_spinlock_t *lock;
541
542         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
543         preempt_disable();
544         if (sched_core_disabled()) {
545                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
546                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
547                 preempt_enable_no_resched();
548                 return;
549         }
550
551         for (;;) {
552                 lock = __rq_lockp(rq);
553                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
554                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
555                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
556                         preempt_enable_no_resched();
557                         return;
558                 }
559                 raw_spin_unlock(lock);
560         }
561 }
562
563 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
564 {
565         raw_spinlock_t *lock;
566         bool ret;
567
568         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
569         preempt_disable();
570         if (sched_core_disabled()) {
571                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
572                 preempt_enable();
573                 return ret;
574         }
575
576         for (;;) {
577                 lock = __rq_lockp(rq);
578                 ret = raw_spin_trylock(lock);
579                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
580                         preempt_enable();
581                         return ret;
582                 }
583                 raw_spin_unlock(lock);
584         }
585 }
586
587 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
588 {
589         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
590 }
591
592 #ifdef CONFIG_SMP
593 /*
594  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
595  */
596 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
597 {
598         lockdep_assert_irqs_disabled();
599
600         if (rq_order_less(rq2, rq1))
601                 swap(rq1, rq2);
602
603         raw_spin_rq_lock(rq1);
604         if (__rq_lockp(rq1) != __rq_lockp(rq2))
605                 raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
606
607         double_rq_clock_clear_update(rq1, rq2);
608 }
609 #endif
610
611 /*
612  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
613  */
614 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
615         __acquires(rq->lock)
616 {
617         struct rq *rq;
618
619         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
620
621         for (;;) {
622                 rq = task_rq(p);
623                 raw_spin_rq_lock(rq);
624                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
625                         rq_pin_lock(rq, rf);
626                         return rq;
627                 }
628                 raw_spin_rq_unlock(rq);
629
630                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
631                         cpu_relax();
632         }
633 }
634
635 /*
636  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
637  */
638 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
639         __acquires(p->pi_lock)
640         __acquires(rq->lock)
641 {
642         struct rq *rq;
643
644         for (;;) {
645                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
646                 rq = task_rq(p);
647                 raw_spin_rq_lock(rq);
648                 /*
649                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
650                  *
651                  *      ACQUIRE (rq->lock)
652                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
653                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
654                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
655                  *                                      [L] ->on_rq
656                  *      RELEASE (rq->lock)
657                  *
658                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
659                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
660                  *
661                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
662                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
663                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
664                  */
665                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
666                         rq_pin_lock(rq, rf);
667                         return rq;
668                 }
669                 raw_spin_rq_unlock(rq);
670                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
671
672                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
673                         cpu_relax();
674         }
675 }
676
677 /*
678  * RQ-clock updating methods:
679  */
680
681 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
682 {
683 /*
684  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
685  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
686  */
687         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
688
689 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
690         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
691
692         /*
693          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
694          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
695          * {soft,}irq region.
696          *
697          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
698          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
699          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
700          * monotonic.
701          *
702          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
703          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
704          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
705          * atomic ops.
706          */
707         if (irq_delta > delta)
708                 irq_delta = delta;
709
710         rq->prev_irq_time += irq_delta;
711         delta -= irq_delta;
712 #endif
713 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
714         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
715                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
716                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
717
718                 if (unlikely(steal > delta))
719                         steal = delta;
720
721                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
722                 delta -= steal;
723         }
724 #endif
725
726         rq->clock_task += delta;
727
728 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
729         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
730                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
731 #endif
732         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
733 }
734
735 void update_rq_clock(struct rq *rq)
736 {
737         s64 delta;
738
739         lockdep_assert_rq_held(rq);
740
741         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
742                 return;
743
744 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
745         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
746                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
747         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
748 #endif
749
750         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
751         if (delta < 0)
752                 return;
753         rq->clock += delta;
754         update_rq_clock_task(rq, delta);
755 }
756
757 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
758 /*
759  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
760  */
761
762 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
763 {
764         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
765                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
766 }
767
768 /*
769  * High-resolution timer tick.
770  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
771  */
772 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
773 {
774         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
775         struct rq_flags rf;
776
777         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
778
779         rq_lock(rq, &rf);
780         update_rq_clock(rq);
781         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
782         rq_unlock(rq, &rf);
783
784         return HRTIMER_NORESTART;
785 }
786
787 #ifdef CONFIG_SMP
788
789 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
790 {
791         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
792         ktime_t time = rq->hrtick_time;
793
794         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
795 }
796
797 /*
798  * called from hardirq (IPI) context
799  */
800 static void __hrtick_start(void *arg)
801 {
802         struct rq *rq = arg;
803         struct rq_flags rf;
804
805         rq_lock(rq, &rf);
806         __hrtick_restart(rq);
807         rq_unlock(rq, &rf);
808 }
809
810 /*
811  * Called to set the hrtick timer state.
812  *
813  * called with rq->lock held and irqs disabled
814  */
815 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
816 {
817         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
818         s64 delta;
819
820         /*
821          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
822          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
823          */
824         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
825         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
826
827         if (rq == this_rq())
828                 __hrtick_restart(rq);
829         else
830                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
831 }
832
833 #else
834 /*
835  * Called to set the hrtick timer state.
836  *
837  * called with rq->lock held and irqs disabled
838  */
839 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
840 {
841         /*
842          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
843          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
844          */
845         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
846         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
847                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
848 }
849
850 #endif /* CONFIG_SMP */
851
852 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
853 {
854 #ifdef CONFIG_SMP
855         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
856 #endif
857         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
858         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
859 }
860 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
861 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
862 {
863 }
864
865 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
866 {
867 }
868 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
869
870 /*
871  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
872  */
873 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
874         ({                                                              \
875                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
876                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
877                 typeof(*_ptr) _val = *_ptr;                             \
878                                                                         \
879                 do {                                                    \
880                 } while (!try_cmpxchg(_ptr, &_val, _val | _mask));      \
881         _val;                                                           \
882 })
883
884 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
885 /*
886  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
887  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
888  * spurious IPIs.
889  */
890 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
891 {
892         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
893         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
894 }
895
896 /*
897  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
898  *
899  * If this returns true, then the idle task promises to call
900  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
901  */
902 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
903 {
904         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
905         typeof(ti->flags) val = READ_ONCE(ti->flags);
906
907         for (;;) {
908                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
909                         return false;
910                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
911                         return true;
912                 if (try_cmpxchg(&ti->flags, &val, val | _TIF_NEED_RESCHED))
913                         break;
914         }
915         return true;
916 }
917
918 #else
919 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
920 {
921         set_tsk_need_resched(p);
922         return true;
923 }
924
925 #ifdef CONFIG_SMP
926 static inline bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
927 {
928         return false;
929 }
930 #endif
931 #endif
932
933 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
934 {
935         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
936
937         /*
938          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
939          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
940          * wakeup due to that.
941          *
942          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
943          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
944          */
945         smp_mb__before_atomic();
946         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
947                 return false;
948
949         /*
950          * The head is context local, there can be no concurrency.
951          */
952         *head->lastp = node;
953         head->lastp = &node->next;
954         return true;
955 }
956
957 /**
958  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
959  * @head: the wake_q_head to add @task to
960  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
961  *
962  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
963  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
964  * instantly.
965  *
966  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
967  * must be ready to be woken at this location.
968  */
969 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
970 {
971         if (__wake_q_add(head, task))
972                 get_task_struct(task);
973 }
974
975 /**
976  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
977  * @head: the wake_q_head to add @task to
978  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
979  *
980  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
981  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
982  * instantly.
983  *
984  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
985  * must be ready to be woken at this location.
986  *
987  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
988  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
989  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
990  * queued for wakeup.
991  */
992 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
993 {
994         if (!__wake_q_add(head, task))
995                 put_task_struct(task);
996 }
997
998 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
999 {
1000         struct wake_q_node *node = head->first;
1001
1002         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
1003                 struct task_struct *task;
1004
1005                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
1006                 /* Task can safely be re-inserted now: */
1007                 node = node->next;
1008                 task->wake_q.next = NULL;
1009
1010                 /*
1011                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
1012                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
1013                  */
1014                 wake_up_process(task);
1015                 put_task_struct(task);
1016         }
1017 }
1018
1019 /*
1020  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
1021  *
1022  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1023  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1024  * the target CPU.
1025  */
1026 void resched_curr(struct rq *rq)
1027 {
1028         struct task_struct *curr = rq->curr;
1029         int cpu;
1030
1031         lockdep_assert_rq_held(rq);
1032
1033         if (test_tsk_need_resched(curr))
1034                 return;
1035
1036         cpu = cpu_of(rq);
1037
1038         if (cpu == smp_processor_id()) {
1039                 set_tsk_need_resched(curr);
1040                 set_preempt_need_resched();
1041                 return;
1042         }
1043
1044         if (set_nr_and_not_polling(curr))
1045                 smp_send_reschedule(cpu);
1046         else
1047                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1048 }
1049
1050 void resched_cpu(int cpu)
1051 {
1052         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1053         unsigned long flags;
1054
1055         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
1056         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
1057                 resched_curr(rq);
1058         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
1059 }
1060
1061 #ifdef CONFIG_SMP
1062 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1063 /*
1064  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1065  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1066  *
1067  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1068  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1069  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1070  */
1071 int get_nohz_timer_target(void)
1072 {
1073         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1074         struct sched_domain *sd;
1075         const struct cpumask *hk_mask;
1076
1077         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TIMER)) {
1078                 if (!idle_cpu(cpu))
1079                         return cpu;
1080                 default_cpu = cpu;
1081         }
1082
1083         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_TIMER);
1084
1085         rcu_read_lock();
1086         for_each_domain(cpu, sd) {
1087                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1088                         if (cpu == i)
1089                                 continue;
1090
1091                         if (!idle_cpu(i)) {
1092                                 cpu = i;
1093                                 goto unlock;
1094                         }
1095                 }
1096         }
1097
1098         if (default_cpu == -1)
1099                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_TYPE_TIMER);
1100         cpu = default_cpu;
1101 unlock:
1102         rcu_read_unlock();
1103         return cpu;
1104 }
1105
1106 /*
1107  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1108  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1109  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1110  * idle system the next event might even be infinite time into the
1111  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1112  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1113  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1114  * wheel for the next timer event.
1115  */
1116 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1117 {
1118         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1119
1120         if (cpu == smp_processor_id())
1121                 return;
1122
1123         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1124                 smp_send_reschedule(cpu);
1125         else
1126                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1127 }
1128
1129 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1130 {
1131         /*
1132          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1133          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1134          * If needed we can still optimize that later with an
1135          * empty IRQ.
1136          */
1137         if (cpu_is_offline(cpu))
1138                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1139         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1140                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1141                     tick_nohz_tick_stopped())
1142                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1143                 return true;
1144         }
1145
1146         return false;
1147 }
1148
1149 /*
1150  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1151  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1152  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1153  */
1154 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1155 {
1156         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1157                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1158 }
1159
1160 static void nohz_csd_func(void *info)
1161 {
1162         struct rq *rq = info;
1163         int cpu = cpu_of(rq);
1164         unsigned int flags;
1165
1166         /*
1167          * Release the rq::nohz_csd.
1168          */
1169         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1170         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1171
1172         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1173         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1174                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1175                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1176         }
1177 }
1178
1179 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1180
1181 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1182 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1183 {
1184         int fifo_nr_running;
1185
1186         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1187         if (rq->dl.dl_nr_running)
1188                 return false;
1189
1190         /*
1191          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1192          * actual RR behaviour.
1193          */
1194         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1195                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1196                         return true;
1197                 else
1198                         return false;
1199         }
1200
1201         /*
1202          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1203          * forced preemption between FIFO tasks.
1204          */
1205         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1206         if (fifo_nr_running)
1207                 return true;
1208
1209         /*
1210          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1211          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1212          * preemption.
1213          */
1214         if (rq->nr_running > 1)
1215                 return false;
1216
1217         return true;
1218 }
1219 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1220 #endif /* CONFIG_SMP */
1221
1222 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1223                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1224 /*
1225  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1226  * node and @up when leaving it for the final time.
1227  *
1228  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1229  */
1230 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1231                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1232 {
1233         struct task_group *parent, *child;
1234         int ret;
1235
1236         parent = from;
1237
1238 down:
1239         ret = (*down)(parent, data);
1240         if (ret)
1241                 goto out;
1242         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1243                 parent = child;
1244                 goto down;
1245
1246 up:
1247                 continue;
1248         }
1249         ret = (*up)(parent, data);
1250         if (ret || parent == from)
1251                 goto out;
1252
1253         child = parent;
1254         parent = parent->parent;
1255         if (parent)
1256                 goto up;
1257 out:
1258         return ret;
1259 }
1260
1261 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1262 {
1263         return 0;
1264 }
1265 #endif
1266
1267 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1268 {
1269         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1270         struct load_weight *load = &p->se.load;
1271
1272         /*
1273          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1274          */
1275         if (task_has_idle_policy(p)) {
1276                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1277                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1278                 return;
1279         }
1280
1281         /*
1282          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1283          * weight
1284          */
1285         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1286                 reweight_task(p, prio);
1287         } else {
1288                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1289                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1290         }
1291 }
1292
1293 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1294 /*
1295  * Serializes updates of utilization clamp values
1296  *
1297  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1298  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1299  * support enqueue/dequeue operations.
1300  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1301  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1302  * updates or API abuses.
1303  */
1304 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1305
1306 /* Max allowed minimum utilization */
1307 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1308
1309 /* Max allowed maximum utilization */
1310 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1311
1312 /*
1313  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1314  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1315  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1316  *
1317  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1318  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1319  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1320  * battery life.
1321  *
1322  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1323  *
1324  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1325  * above.
1326  */
1327 static unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1328
1329 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1330 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1331
1332 /*
1333  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1334  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1335  * enqueue/dequeue_task().
1336  *
1337  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1338  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1339  *
1340  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1341  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1342  * functionality.
1343  *
1344  * The knobs that would enable this static key are:
1345  *
1346  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1347  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1348  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1349  */
1350 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1351
1352 /* Integer rounded range for each bucket */
1353 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1354
1355 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1356         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1357
1358 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1359 {
1360         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1361 }
1362
1363 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1364 {
1365         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1366                 return 0;
1367         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1368 }
1369
1370 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1371                                  unsigned int value, bool user_defined)
1372 {
1373         uc_se->value = value;
1374         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1375         uc_se->user_defined = user_defined;
1376 }
1377
1378 static inline unsigned int
1379 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1380                   unsigned int clamp_value)
1381 {
1382         /*
1383          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1384          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1385          * max-clamp.
1386          */
1387         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1388                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1389                 return clamp_value;
1390         }
1391
1392         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1393 }
1394
1395 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1396                                      unsigned int clamp_value)
1397 {
1398         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1399         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1400                 return;
1401
1402         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1403 }
1404
1405 static inline
1406 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1407                                    unsigned int clamp_value)
1408 {
1409         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1410         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1411
1412         /*
1413          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1414          * top most bucket with tasks in.
1415          */
1416         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1417                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1418                         continue;
1419                 return bucket[bucket_id].value;
1420         }
1421
1422         /* No tasks -- default clamp values */
1423         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1424 }
1425
1426 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1427 {
1428         unsigned int default_util_min;
1429         struct uclamp_se *uc_se;
1430
1431         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1432
1433         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1434
1435         /* Only sync if user didn't override the default */
1436         if (uc_se->user_defined)
1437                 return;
1438
1439         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1440         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1441 }
1442
1443 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1444 {
1445         struct rq_flags rf;
1446         struct rq *rq;
1447
1448         if (!rt_task(p))
1449                 return;
1450
1451         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1452         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1453         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1454         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1455 }
1456
1457 static inline struct uclamp_se
1458 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1459 {
1460         /* Copy by value as we could modify it */
1461         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1462 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1463         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1464
1465         /*
1466          * Tasks in autogroups or root task group will be
1467          * restricted by system defaults.
1468          */
1469         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1470                 return uc_req;
1471         if (task_group(p) == &root_task_group)
1472                 return uc_req;
1473
1474         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1475         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1476         value = uc_req.value;
1477         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1478         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1479 #endif
1480
1481         return uc_req;
1482 }
1483
1484 /*
1485  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1486  * priority:
1487  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1488  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1489  *   group or in an autogroup
1490  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1491  */
1492 static inline struct uclamp_se
1493 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1494 {
1495         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1496         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1497
1498         /* System default restrictions always apply */
1499         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1500                 return uc_max;
1501
1502         return uc_req;
1503 }
1504
1505 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1506 {
1507         struct uclamp_se uc_eff;
1508
1509         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1510         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1511                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1512
1513         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1514
1515         return (unsigned long)uc_eff.value;
1516 }
1517
1518 /*
1519  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1520  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1521  * updates the rq's clamp value if required.
1522  *
1523  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1524  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1525  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1526  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1527  */
1528 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1529                                     enum uclamp_id clamp_id)
1530 {
1531         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1532         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1533         struct uclamp_bucket *bucket;
1534
1535         lockdep_assert_rq_held(rq);
1536
1537         /* Update task effective clamp */
1538         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1539
1540         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1541         bucket->tasks++;
1542         uc_se->active = true;
1543
1544         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1545
1546         /*
1547          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1548          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1549          */
1550         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1551                 bucket->value = uc_se->value;
1552
1553         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1554                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1555 }
1556
1557 /*
1558  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1559  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1560  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1561  *
1562  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1563  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1564  * enforce the expected state and warn.
1565  */
1566 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1567                                     enum uclamp_id clamp_id)
1568 {
1569         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1570         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1571         struct uclamp_bucket *bucket;
1572         unsigned int bkt_clamp;
1573         unsigned int rq_clamp;
1574
1575         lockdep_assert_rq_held(rq);
1576
1577         /*
1578          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1579          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1580          *
1581          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1582          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1583          * here.
1584          *
1585          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1586          * problem too
1587          *
1588          *      enqueue(taskA)
1589          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1590          *      enqueue(taskB)
1591          *      dequeue(taskA)
1592          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1593          *      dequeue(taskB)
1594          *
1595          * where we could end up with stale data in uc_se and
1596          * bucket[uc_se->bucket_id].
1597          *
1598          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1599          */
1600         if (unlikely(!uc_se->active))
1601                 return;
1602
1603         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1604
1605         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1606         if (likely(bucket->tasks))
1607                 bucket->tasks--;
1608
1609         uc_se->active = false;
1610
1611         /*
1612          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1613          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1614          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1615          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1616          */
1617         if (likely(bucket->tasks))
1618                 return;
1619
1620         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1621         /*
1622          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1623          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1624          */
1625         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1626         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1627                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1628                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1629         }
1630 }
1631
1632 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1633 {
1634         enum uclamp_id clamp_id;
1635
1636         /*
1637          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1638          *
1639          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1640          * sched_uclamp_used is disabled.
1641          */
1642         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1643                 return;
1644
1645         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1646                 return;
1647
1648         for_each_clamp_id(clamp_id)
1649                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1650
1651         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1652         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1653                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1654 }
1655
1656 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1657 {
1658         enum uclamp_id clamp_id;
1659
1660         /*
1661          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1662          *
1663          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1664          * sched_uclamp_used is disabled.
1665          */
1666         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1667                 return;
1668
1669         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1670                 return;
1671
1672         for_each_clamp_id(clamp_id)
1673                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1674 }
1675
1676 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1677                                       enum uclamp_id clamp_id)
1678 {
1679         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1680                 return;
1681
1682         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1683         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1684
1685         /*
1686          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1687          * active tasks on rq.
1688          */
1689         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1690                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1691 }
1692
1693 static inline void
1694 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1695 {
1696         enum uclamp_id clamp_id;
1697         struct rq_flags rf;
1698         struct rq *rq;
1699
1700         /*
1701          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1702          *
1703          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1704          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1705          * enqueues, dequeues and migration operations.
1706          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1707          */
1708         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1709
1710         /*
1711          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1712          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1713          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1714          * it will already see the updated clamp bucket value.
1715          */
1716         for_each_clamp_id(clamp_id)
1717                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1718
1719         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1720 }
1721
1722 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1723 static inline void
1724 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1725 {
1726         struct css_task_iter it;
1727         struct task_struct *p;
1728
1729         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1730         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1731                 uclamp_update_active(p);
1732         css_task_iter_end(&it);
1733 }
1734
1735 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1736 #endif
1737
1738 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1739 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1740 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1741 static void uclamp_update_root_tg(void)
1742 {
1743         struct task_group *tg = &root_task_group;
1744
1745         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1746                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1747         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1748                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1749
1750         rcu_read_lock();
1751         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1752         rcu_read_unlock();
1753 }
1754 #else
1755 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1756 #endif
1757
1758 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1759 {
1760         struct task_struct *g, *p;
1761
1762         /*
1763          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1764          *                                        uclamp_min_rt = X;
1765          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1766          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1767          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1768          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1769          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1770          *
1771          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1772          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1773          * task.
1774          */
1775         read_lock(&tasklist_lock);
1776         smp_mb__after_spinlock();
1777         read_unlock(&tasklist_lock);
1778
1779         rcu_read_lock();
1780         for_each_process_thread(g, p)
1781                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1782         rcu_read_unlock();
1783 }
1784
1785 static int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1786                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1787 {
1788         bool update_root_tg = false;
1789         int old_min, old_max, old_min_rt;
1790         int result;
1791
1792         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1793         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1794         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1795         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1796
1797         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1798         if (result)
1799                 goto undo;
1800         if (!write)
1801                 goto done;
1802
1803         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1804             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1805             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1806
1807                 result = -EINVAL;
1808                 goto undo;
1809         }
1810
1811         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1812                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1813                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1814                 update_root_tg = true;
1815         }
1816         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1817                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1818                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1819                 update_root_tg = true;
1820         }
1821
1822         if (update_root_tg) {
1823                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1824                 uclamp_update_root_tg();
1825         }
1826
1827         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1828                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1829                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1830         }
1831
1832         /*
1833          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1834          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1835          * task enqueue time.
1836          */
1837
1838         goto done;
1839
1840 undo:
1841         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1842         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1843         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1844 done:
1845         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1846
1847         return result;
1848 }
1849 #endif
1850 #endif
1851
1852 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1853                            const struct sched_attr *attr)
1854 {
1855         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1856         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1857
1858         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1859                 util_min = attr->sched_util_min;
1860
1861                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1862                         return -EINVAL;
1863         }
1864
1865         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1866                 util_max = attr->sched_util_max;
1867
1868                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1869                         return -EINVAL;
1870         }
1871
1872         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1873                 return -EINVAL;
1874
1875         /*
1876          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1877          *
1878          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1879          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1880          * scheduler locks.
1881          */
1882         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1883
1884         return 0;
1885 }
1886
1887 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1888                          enum uclamp_id clamp_id,
1889                          struct uclamp_se *uc_se)
1890 {
1891         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1892         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1893             !uc_se->user_defined)
1894                 return true;
1895
1896         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1897         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1898             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1899             attr->sched_util_min == -1) {
1900                 return true;
1901         }
1902
1903         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1904             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1905             attr->sched_util_max == -1) {
1906                 return true;
1907         }
1908
1909         return false;
1910 }
1911
1912 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1913                                   const struct sched_attr *attr)
1914 {
1915         enum uclamp_id clamp_id;
1916
1917         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1918                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1919                 unsigned int value;
1920
1921                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1922                         continue;
1923
1924                 /*
1925                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1926                  * at runtime.
1927                  */
1928                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1929                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1930                 else
1931                         value = uclamp_none(clamp_id);
1932
1933                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1934
1935         }
1936
1937         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1938                 return;
1939
1940         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1941             attr->sched_util_min != -1) {
1942                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1943                               attr->sched_util_min, true);
1944         }
1945
1946         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1947             attr->sched_util_max != -1) {
1948                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1949                               attr->sched_util_max, true);
1950         }
1951 }
1952
1953 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1954 {
1955         enum uclamp_id clamp_id;
1956
1957         /*
1958          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1959          * as the task is still at its early fork stages.
1960          */
1961         for_each_clamp_id(clamp_id)
1962                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1963
1964         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1965                 return;
1966
1967         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1968                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1969                               uclamp_none(clamp_id), false);
1970         }
1971 }
1972
1973 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1974 {
1975         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1976 }
1977
1978 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1979 {
1980         enum uclamp_id clamp_id;
1981         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1982
1983         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1984                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1985                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1986                 };
1987         }
1988
1989         rq->uclamp_flags = UCLAMP_FLAG_IDLE;
1990 }
1991
1992 static void __init init_uclamp(void)
1993 {
1994         struct uclamp_se uc_max = {};
1995         enum uclamp_id clamp_id;
1996         int cpu;
1997
1998         for_each_possible_cpu(cpu)
1999                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
2000
2001         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2002                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
2003                               uclamp_none(clamp_id), false);
2004         }
2005
2006         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
2007         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
2008         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2009                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
2010 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
2011                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
2012                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
2013 #endif
2014         }
2015 }
2016
2017 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2018 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2019 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2020 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
2021                                   const struct sched_attr *attr)
2022 {
2023         return -EOPNOTSUPP;
2024 }
2025 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
2026                                   const struct sched_attr *attr) { }
2027 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
2028 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
2029 static inline void init_uclamp(void) { }
2030 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2031
2032 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
2033 {
2034         return task_on_rq_queued(p);
2035 }
2036
2037 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
2038 {
2039         unsigned long ip = 0;
2040         unsigned int state;
2041
2042         if (!p || p == current)
2043                 return 0;
2044
2045         /* Only get wchan if task is blocked and we can keep it that way. */
2046         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2047         state = READ_ONCE(p->__state);
2048         smp_rmb(); /* see try_to_wake_up() */
2049         if (state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq)
2050                 ip = __get_wchan(p);
2051         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2052
2053         return ip;
2054 }
2055
2056 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2057 {
2058         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
2059                 update_rq_clock(rq);
2060
2061         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
2062                 sched_info_enqueue(rq, p);
2063                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2064         }
2065
2066         uclamp_rq_inc(rq, p);
2067         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
2068
2069         if (sched_core_enabled(rq))
2070                 sched_core_enqueue(rq, p);
2071 }
2072
2073 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2074 {
2075         if (sched_core_enabled(rq))
2076                 sched_core_dequeue(rq, p, flags);
2077
2078         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
2079                 update_rq_clock(rq);
2080
2081         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
2082                 sched_info_dequeue(rq, p);
2083                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2084         }
2085
2086         uclamp_rq_dec(rq, p);
2087         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
2088 }
2089
2090 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2091 {
2092         enqueue_task(rq, p, flags);
2093
2094         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2095 }
2096
2097 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2098 {
2099         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2100
2101         dequeue_task(rq, p, flags);
2102 }
2103
2104 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2105 {
2106         int prio;
2107
2108         if (dl_policy(policy))
2109                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2110         else if (rt_policy(policy))
2111                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2112         else
2113                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2114
2115         return prio;
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2120  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2121  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2122  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2123  * estimator recalculates.
2124  */
2125 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2126 {
2127         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2128 }
2129
2130 /*
2131  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2132  * taken into account by the scheduler. This value might
2133  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2134  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2135  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2136  */
2137 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2138 {
2139         p->normal_prio = normal_prio(p);
2140         /*
2141          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2142          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2143          * to the normal priority:
2144          */
2145         if (!rt_prio(p->prio))
2146                 return p->normal_prio;
2147         return p->prio;
2148 }
2149
2150 /**
2151  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2152  * @p: the task in question.
2153  *
2154  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2155  */
2156 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2157 {
2158         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2159 }
2160
2161 /*
2162  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2163  * use the balance_callback list if you want balancing.
2164  *
2165  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2166  * balance_callback().
2167  */
2168 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2169                                        const struct sched_class *prev_class,
2170                                        int oldprio)
2171 {
2172         if (prev_class != p->sched_class) {
2173                 if (prev_class->switched_from)
2174                         prev_class->switched_from(rq, p);
2175
2176                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2177         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2178                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2179 }
2180
2181 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2182 {
2183         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2184                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2185         else if (sched_class_above(p->sched_class, rq->curr->sched_class))
2186                 resched_curr(rq);
2187
2188         /*
2189          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2190          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2191          */
2192         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2193                 rq_clock_skip_update(rq);
2194 }
2195
2196 #ifdef CONFIG_SMP
2197
2198 static void
2199 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2200
2201 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2202                                   const struct cpumask *new_mask,
2203                                   u32 flags);
2204
2205 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2206 {
2207         if (likely(!p->migration_disabled))
2208                 return;
2209
2210         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2211                 return;
2212
2213         /*
2214          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2215          */
2216         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2217 }
2218
2219 void migrate_disable(void)
2220 {
2221         struct task_struct *p = current;
2222
2223         if (p->migration_disabled) {
2224                 p->migration_disabled++;
2225                 return;
2226         }
2227
2228         preempt_disable();
2229         this_rq()->nr_pinned++;
2230         p->migration_disabled = 1;
2231         preempt_enable();
2232 }
2233 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2234
2235 void migrate_enable(void)
2236 {
2237         struct task_struct *p = current;
2238
2239         if (p->migration_disabled > 1) {
2240                 p->migration_disabled--;
2241                 return;
2242         }
2243
2244         if (WARN_ON_ONCE(!p->migration_disabled))
2245                 return;
2246
2247         /*
2248          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2249          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2250          */
2251         preempt_disable();
2252         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2253                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2254         /*
2255          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2256          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2257          * select_fallback_rq) get confused.
2258          */
2259         barrier();
2260         p->migration_disabled = 0;
2261         this_rq()->nr_pinned--;
2262         preempt_enable();
2263 }
2264 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2265
2266 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2267 {
2268         return rq->nr_pinned;
2269 }
2270
2271 /*
2272  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2273  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2274  */
2275 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2276 {
2277         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2278         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2279                 return false;
2280
2281         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2282         if (is_migration_disabled(p))
2283                 return cpu_online(cpu);
2284
2285         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2286         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2287                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2288
2289         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2290         if (kthread_is_per_cpu(p))
2291                 return cpu_online(cpu);
2292
2293         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2294         if (cpu_dying(cpu))
2295                 return false;
2296
2297         /* But are allowed during online. */
2298         return cpu_online(cpu);
2299 }
2300
2301 /*
2302  * This is how migration works:
2303  *
2304  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2305  *    stop_one_cpu().
2306  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2307  *    off the CPU)
2308  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2309  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2310  *    it and puts it into the right queue.
2311  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2312  *    is done.
2313  */
2314
2315 /*
2316  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2317  *
2318  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2319  */
2320 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2321                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2322 {
2323         lockdep_assert_rq_held(rq);
2324
2325         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2326         set_task_cpu(p, new_cpu);
2327         rq_unlock(rq, rf);
2328
2329         rq = cpu_rq(new_cpu);
2330
2331         rq_lock(rq, rf);
2332         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2333         activate_task(rq, p, 0);
2334         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2335
2336         return rq;
2337 }
2338
2339 struct migration_arg {
2340         struct task_struct              *task;
2341         int                             dest_cpu;
2342         struct set_affinity_pending     *pending;
2343 };
2344
2345 /*
2346  * @refs: number of wait_for_completion()
2347  * @stop_pending: is @stop_work in use
2348  */
2349 struct set_affinity_pending {
2350         refcount_t              refs;
2351         unsigned int            stop_pending;
2352         struct completion       done;
2353         struct cpu_stop_work    stop_work;
2354         struct migration_arg    arg;
2355 };
2356
2357 /*
2358  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2359  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2360  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2361  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2362  *
2363  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2364  * as the task is no longer on this CPU.
2365  */
2366 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2367                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2368 {
2369         /* Affinity changed (again). */
2370         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2371                 return rq;
2372
2373         update_rq_clock(rq);
2374         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2375
2376         return rq;
2377 }
2378
2379 /*
2380  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2381  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2382  * 'pushing' onto another runqueue.
2383  */
2384 static int migration_cpu_stop(void *data)
2385 {
2386         struct migration_arg *arg = data;
2387         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2388         struct task_struct *p = arg->task;
2389         struct rq *rq = this_rq();
2390         bool complete = false;
2391         struct rq_flags rf;
2392
2393         /*
2394          * The original target CPU might have gone down and we might
2395          * be on another CPU but it doesn't matter.
2396          */
2397         local_irq_save(rf.flags);
2398         /*
2399          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2400          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2401          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2402          */
2403         flush_smp_call_function_queue();
2404
2405         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2406         rq_lock(rq, &rf);
2407
2408         /*
2409          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2410          * p->migration_pending must have remained stable.
2411          */
2412         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2413
2414         /*
2415          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2416          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2417          * we're holding p->pi_lock.
2418          */
2419         if (task_rq(p) == rq) {
2420                 if (is_migration_disabled(p))
2421                         goto out;
2422
2423                 if (pending) {
2424                         p->migration_pending = NULL;
2425                         complete = true;
2426
2427                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2428                                 goto out;
2429                 }
2430
2431                 if (task_on_rq_queued(p))
2432                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2433                 else
2434                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2435
2436                 /*
2437                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2438                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2439                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2440                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2441                  */
2442
2443         } else if (pending) {
2444                 /*
2445                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2446                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2447                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2448                  *
2449                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2450                  * more likely.
2451                  */
2452
2453                 /*
2454                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2455                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2456                  * somewhere allowed, we're done.
2457                  */
2458                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2459                         p->migration_pending = NULL;
2460                         complete = true;
2461                         goto out;
2462                 }
2463
2464                 /*
2465                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2466                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2467                  * it.
2468                  */
2469                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2470                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2471                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2472                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2473                 return 0;
2474         }
2475 out:
2476         if (pending)
2477                 pending->stop_pending = false;
2478         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2479
2480         if (complete)
2481                 complete_all(&pending->done);
2482
2483         return 0;
2484 }
2485
2486 int push_cpu_stop(void *arg)
2487 {
2488         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2489         struct task_struct *p = arg;
2490
2491         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2492         raw_spin_rq_lock(rq);
2493
2494         if (task_rq(p) != rq)
2495                 goto out_unlock;
2496
2497         if (is_migration_disabled(p)) {
2498                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2499                 goto out_unlock;
2500         }
2501
2502         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2503
2504         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2505                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2506
2507         if (!lowest_rq)
2508                 goto out_unlock;
2509
2510         // XXX validate p is still the highest prio task
2511         if (task_rq(p) == rq) {
2512                 deactivate_task(rq, p, 0);
2513                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2514                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2515                 resched_curr(lowest_rq);
2516         }
2517
2518         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2519
2520 out_unlock:
2521         rq->push_busy = false;
2522         raw_spin_rq_unlock(rq);
2523         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2524
2525         put_task_struct(p);
2526         return 0;
2527 }
2528
2529 /*
2530  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2531  * actually call this function.
2532  */
2533 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2534 {
2535         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2536                 p->cpus_ptr = new_mask;
2537                 return;
2538         }
2539
2540         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2541         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2542 }
2543
2544 static void
2545 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2546 {
2547         struct rq *rq = task_rq(p);
2548         bool queued, running;
2549
2550         /*
2551          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2552          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2553          * p->pi_lock.
2554          *
2555          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2556          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2557          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2558          * before finish_task().
2559          *
2560          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2561          */
2562         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2563                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2564         else
2565                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2566
2567         queued = task_on_rq_queued(p);
2568         running = task_current(rq, p);
2569
2570         if (queued) {
2571                 /*
2572                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2573                  * holding rq->lock.
2574                  */
2575                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2576                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2577         }
2578         if (running)
2579                 put_prev_task(rq, p);
2580
2581         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2582
2583         if (queued)
2584                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2585         if (running)
2586                 set_next_task(rq, p);
2587 }
2588
2589 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2590 {
2591         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2592 }
2593
2594 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2595                       int node)
2596 {
2597         if (!src->user_cpus_ptr)
2598                 return 0;
2599
2600         dst->user_cpus_ptr = kmalloc_node(cpumask_size(), GFP_KERNEL, node);
2601         if (!dst->user_cpus_ptr)
2602                 return -ENOMEM;
2603
2604         cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2605         return 0;
2606 }
2607
2608 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2609 {
2610         struct cpumask *user_mask = NULL;
2611
2612         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2613
2614         return user_mask;
2615 }
2616
2617 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2618 {
2619         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2620 }
2621
2622 /*
2623  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2624  *
2625  *
2626  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2627  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2628  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2629  *
2630  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2631  * Consider:
2632  *
2633  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2634  *
2635  *     P0@CPU0                  P1
2636  *
2637  *     migrate_disable();
2638  *     <preempted>
2639  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2640  *
2641  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2642  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2643  * This means we need the following scheme:
2644  *
2645  *     P0@CPU0                  P1
2646  *
2647  *     migrate_disable();
2648  *     <preempted>
2649  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2650  *                                <blocks>
2651  *     <resumes>
2652  *     migrate_enable();
2653  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2654  *       <wakes local stopper>
2655  *                         `--> <woken on migration completion>
2656  *
2657  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2658  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2659  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2660  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2661  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2662  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2663  * moment.
2664  *
2665  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2666  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2667  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2668  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2669  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2670  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2671  *
2672  *
2673  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2674  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2675  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2676  * Migrate-Disable. Consider:
2677  *
2678  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2679  *
2680  *     CPU0               P1                            P2
2681  *     <P0>
2682  *       migrate_disable();
2683  *       <preempted>
2684  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2685  *                          <blocks>
2686  *     <migration/0>
2687  *       migration_cpu_stop()
2688  *         is_migration_disabled()
2689  *           <bails>
2690  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2691  *                                                         <signal completion>
2692  *                          <awakes>
2693  *
2694  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2695  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2696  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2697  */
2698 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2699                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2700 {
2701         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2702         bool stop_pending, complete = false;
2703
2704         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2705         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2706                 struct task_struct *push_task = NULL;
2707
2708                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2709                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2710                         rq->push_busy = true;
2711                         push_task = get_task_struct(p);
2712                 }
2713
2714                 /*
2715                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2716                  * then complete now.
2717                  */
2718                 pending = p->migration_pending;
2719                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2720                         p->migration_pending = NULL;
2721                         complete = true;
2722                 }
2723
2724                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2725
2726                 if (push_task) {
2727                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2728                                             p, &rq->push_work);
2729                 }
2730
2731                 if (complete)
2732                         complete_all(&pending->done);
2733
2734                 return 0;
2735         }
2736
2737         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2738                 /* serialized by p->pi_lock */
2739                 if (!p->migration_pending) {
2740                         /* Install the request */
2741                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2742                         init_completion(&my_pending.done);
2743                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2744                                 .task = p,
2745                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2746                                 .pending = &my_pending,
2747                         };
2748
2749                         p->migration_pending = &my_pending;
2750                 } else {
2751                         pending = p->migration_pending;
2752                         refcount_inc(&pending->refs);
2753                         /*
2754                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2755                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2756                          * we risk a completion of the pending despite having a
2757                          * task on a disallowed CPU.
2758                          *
2759                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2760                          */
2761                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2762                 }
2763         }
2764         pending = p->migration_pending;
2765         /*
2766          * - !MIGRATE_ENABLE:
2767          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2768          *
2769          * - MIGRATE_ENABLE:
2770          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2771          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2772          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2773          *   pending completion.
2774          *
2775          * Either way, we really should have a @pending here.
2776          */
2777         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2778                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2779                 return -EINVAL;
2780         }
2781
2782         if (task_running(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2783                 /*
2784                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2785                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2786                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2787                  */
2788                 stop_pending = pending->stop_pending;
2789                 if (!stop_pending)
2790                         pending->stop_pending = true;
2791
2792                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2793                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2794
2795                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2796
2797                 if (!stop_pending) {
2798                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2799                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2800                 }
2801
2802                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2803                         return 0;
2804         } else {
2805
2806                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2807                         if (task_on_rq_queued(p))
2808                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2809
2810                         if (!pending->stop_pending) {
2811                                 p->migration_pending = NULL;
2812                                 complete = true;
2813                         }
2814                 }
2815                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2816
2817                 if (complete)
2818                         complete_all(&pending->done);
2819         }
2820
2821         wait_for_completion(&pending->done);
2822
2823         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2824                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2825
2826         /*
2827          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2828          * have seen the completion and decremented the refcount
2829          */
2830         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2831
2832         /* ARGH */
2833         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2834
2835         return 0;
2836 }
2837
2838 /*
2839  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
2840  */
2841 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
2842                                          const struct cpumask *new_mask,
2843                                          u32 flags,
2844                                          struct rq *rq,
2845                                          struct rq_flags *rf)
2846         __releases(rq->lock)
2847         __releases(p->pi_lock)
2848 {
2849         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2850         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2851         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
2852         struct cpumask *user_mask = NULL;
2853         unsigned int dest_cpu;
2854         int ret = 0;
2855
2856         update_rq_clock(rq);
2857
2858         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
2859                 /*
2860                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2861                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2862                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2863                  *
2864                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2865                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2866                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2867                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2868                  */
2869                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2870         }
2871
2872         if (!kthread && !cpumask_subset(new_mask, cpu_allowed_mask)) {
2873                 ret = -EINVAL;
2874                 goto out;
2875         }
2876
2877         /*
2878          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2879          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2880          */
2881         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2882                 ret = -EINVAL;
2883                 goto out;
2884         }
2885
2886         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2887                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2888                         goto out;
2889
2890                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2891                                  is_migration_disabled(p) &&
2892                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2893                         ret = -EBUSY;
2894                         goto out;
2895                 }
2896         }
2897
2898         /*
2899          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2900          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2901          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2902          */
2903         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2904         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2905                 ret = -EINVAL;
2906                 goto out;
2907         }
2908
2909         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2910
2911         if (flags & SCA_USER)
2912                 user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
2913
2914         ret = affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, flags);
2915
2916         kfree(user_mask);
2917
2918         return ret;
2919
2920 out:
2921         task_rq_unlock(rq, p, rf);
2922
2923         return ret;
2924 }
2925
2926 /*
2927  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2928  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2929  * is removed from the allowed bitmask.
2930  *
2931  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2932  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2933  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2934  */
2935 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2936                                   const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2937 {
2938         struct rq_flags rf;
2939         struct rq *rq;
2940
2941         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2942         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, flags, rq, &rf);
2943 }
2944
2945 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2946 {
2947         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2948 }
2949 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2950
2951 /*
2952  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
2953  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask
2954  * and pointing @p->user_cpus_ptr to a copy of the old mask.
2955  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
2956  * -EINVAL.
2957  */
2958 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2959                                      struct cpumask *new_mask,
2960                                      const struct cpumask *subset_mask)
2961 {
2962         struct cpumask *user_mask = NULL;
2963         struct rq_flags rf;
2964         struct rq *rq;
2965         int err;
2966
2967         if (!p->user_cpus_ptr) {
2968                 user_mask = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
2969                 if (!user_mask)
2970                         return -ENOMEM;
2971         }
2972
2973         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2974
2975         /*
2976          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
2977          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
2978          * mask entirely.
2979          */
2980         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
2981                 err = -EPERM;
2982                 goto err_unlock;
2983         }
2984
2985         if (!cpumask_and(new_mask, &p->cpus_mask, subset_mask)) {
2986                 err = -EINVAL;
2987                 goto err_unlock;
2988         }
2989
2990         /*
2991          * We're about to butcher the task affinity, so keep track of what
2992          * the user asked for in case we're able to restore it later on.
2993          */
2994         if (user_mask) {
2995                 cpumask_copy(user_mask, p->cpus_ptr);
2996                 p->user_cpus_ptr = user_mask;
2997         }
2998
2999         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, 0, rq, &rf);
3000
3001 err_unlock:
3002         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3003         kfree(user_mask);
3004         return err;
3005 }
3006
3007 /*
3008  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
3009  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpu_ptr to a copy of the
3010  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
3011  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
3012  */
3013 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3014 {
3015         cpumask_var_t new_mask;
3016         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3017
3018         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
3019
3020         /*
3021          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
3022          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
3023          * lock to ensure that the migration succeeds.
3024          */
3025         cpus_read_lock();
3026         if (!cpumask_available(new_mask))
3027                 goto out_set_mask;
3028
3029         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
3030                 goto out_free_mask;
3031
3032         /*
3033          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
3034          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
3035          */
3036         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
3037         override_mask = new_mask;
3038
3039 out_set_mask:
3040         if (printk_ratelimit()) {
3041                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
3042                                 task_pid_nr(p), p->comm,
3043                                 cpumask_pr_args(override_mask));
3044         }
3045
3046         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
3047 out_free_mask:
3048         cpus_read_unlock();
3049         free_cpumask_var(new_mask);
3050 }
3051
3052 static int
3053 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask);
3054
3055 /*
3056  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
3057  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr(). This will clear (and free)
3058  * @p->user_cpus_ptr.
3059  *
3060  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
3061  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
3062  */
3063 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3064 {
3065         struct cpumask *user_mask = p->user_cpus_ptr;
3066         unsigned long flags;
3067
3068         /*
3069          * Try to restore the old affinity mask. If this fails, then
3070          * we free the mask explicitly to avoid it being inherited across
3071          * a subsequent fork().
3072          */
3073         if (!user_mask || !__sched_setaffinity(p, user_mask))
3074                 return;
3075
3076         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3077         user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
3078         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3079
3080         kfree(user_mask);
3081 }
3082
3083 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
3084 {
3085 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3086         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
3087
3088         /*
3089          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
3090          * ttwu() will sort out the placement.
3091          */
3092         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
3093
3094         /*
3095          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3096          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3097          * time relying on p->on_rq.
3098          */
3099         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3100                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3101                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3102
3103 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3104         /*
3105          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3106          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3107          *
3108          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3109          * see task_group().
3110          *
3111          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3112          * task_rq_lock().
3113          */
3114         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3115                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3116 #endif
3117         /*
3118          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3119          */
3120         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3121
3122         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3123 #endif
3124
3125         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3126
3127         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3128                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3129                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3130                 p->se.nr_migrations++;
3131                 rseq_migrate(p);
3132                 perf_event_task_migrate(p);
3133         }
3134
3135         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3136 }
3137
3138 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3139 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3140 {
3141         if (task_on_rq_queued(p)) {
3142                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3143                 struct rq_flags srf, drf;
3144
3145                 src_rq = task_rq(p);
3146                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3147
3148                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3149                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3150
3151                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3152                 set_task_cpu(p, cpu);
3153                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3154                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3155
3156                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3157                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3158
3159         } else {
3160                 /*
3161                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3162                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3163                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3164                  */
3165                 p->wake_cpu = cpu;
3166         }
3167 }
3168
3169 struct migration_swap_arg {
3170         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3171         int src_cpu, dst_cpu;
3172 };
3173
3174 static int migrate_swap_stop(void *data)
3175 {
3176         struct migration_swap_arg *arg = data;
3177         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3178         int ret = -EAGAIN;
3179
3180         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3181                 return -EAGAIN;
3182
3183         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3184         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3185
3186         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3187                         &arg->dst_task->pi_lock);
3188         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3189
3190         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3191                 goto unlock;
3192
3193         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3194                 goto unlock;
3195
3196         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3197                 goto unlock;
3198
3199         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3200                 goto unlock;
3201
3202         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3203         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3204
3205         ret = 0;
3206
3207 unlock:
3208         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3209         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3210         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3211
3212         return ret;
3213 }
3214
3215 /*
3216  * Cross migrate two tasks
3217  */
3218 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3219                 int target_cpu, int curr_cpu)
3220 {
3221         struct migration_swap_arg arg;
3222         int ret = -EINVAL;
3223
3224         arg = (struct migration_swap_arg){
3225                 .src_task = cur,
3226                 .src_cpu = curr_cpu,
3227                 .dst_task = p,
3228                 .dst_cpu = target_cpu,
3229         };
3230
3231         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3232                 goto out;
3233
3234         /*
3235          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3236          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3237          */
3238         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3239                 goto out;
3240
3241         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3242                 goto out;
3243
3244         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3245                 goto out;
3246
3247         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3248         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3249
3250 out:
3251         return ret;
3252 }
3253 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3254
3255 /*
3256  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
3257  *
3258  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
3259  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
3260  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
3261  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
3262  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
3263  * @p has remained unscheduled the whole time.
3264  *
3265  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
3266  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
3267  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
3268  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
3269  * waiting to become inactive.
3270  */
3271 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
3272 {
3273         int running, queued;
3274         struct rq_flags rf;
3275         unsigned long ncsw;
3276         struct rq *rq;
3277
3278         for (;;) {
3279                 /*
3280                  * We do the initial early heuristics without holding
3281                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
3282                  * the runqueue lock when things look like they will
3283                  * work out!
3284                  */
3285                 rq = task_rq(p);
3286
3287                 /*
3288                  * If the task is actively running on another CPU
3289                  * still, just relax and busy-wait without holding
3290                  * any locks.
3291                  *
3292                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
3293                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
3294                  * But we don't care, since "task_running()" will
3295                  * return false if the runqueue has changed and p
3296                  * is actually now running somewhere else!
3297                  */
3298                 while (task_running(rq, p)) {
3299                         if (match_state && unlikely(READ_ONCE(p->__state) != match_state))
3300                                 return 0;
3301                         cpu_relax();
3302                 }
3303
3304                 /*
3305                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3306                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3307                  * just go back and repeat.
3308                  */
3309                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3310                 trace_sched_wait_task(p);
3311                 running = task_running(rq, p);
3312                 queued = task_on_rq_queued(p);
3313                 ncsw = 0;
3314                 if (!match_state || READ_ONCE(p->__state) == match_state)
3315                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3316                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3317
3318                 /*
3319                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3320                  */
3321                 if (unlikely(!ncsw))
3322                         break;
3323
3324                 /*
3325                  * Was it really running after all now that we
3326                  * checked with the proper locks actually held?
3327                  *
3328                  * Oops. Go back and try again..
3329                  */
3330                 if (unlikely(running)) {
3331                         cpu_relax();
3332                         continue;
3333                 }
3334
3335                 /*
3336                  * It's not enough that it's not actively running,
3337                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3338                  * preempted!
3339                  *
3340                  * So if it was still runnable (but just not actively
3341                  * running right now), it's preempted, and we should
3342                  * yield - it could be a while.
3343                  */
3344                 if (unlikely(queued)) {
3345                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3346
3347                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3348                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
3349                         continue;
3350                 }
3351
3352                 /*
3353                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3354                  * runnable, which means that it will never become
3355                  * running in the future either. We're all done!
3356                  */
3357                 break;
3358         }
3359
3360         return ncsw;
3361 }
3362
3363 /***
3364  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3365  * @p: the to-be-kicked thread
3366  *
3367  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3368  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3369  *
3370  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3371  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3372  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3373  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3374  * achieved as well.
3375  */
3376 void kick_process(struct task_struct *p)
3377 {
3378         int cpu;
3379
3380         preempt_disable();
3381         cpu = task_cpu(p);
3382         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3383                 smp_send_reschedule(cpu);
3384         preempt_enable();
3385 }
3386 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3387
3388 /*
3389  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3390  *
3391  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3392  *
3393  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3394  *
3395  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3396  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3397  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3398  *    see it.
3399  *
3400  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3401  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3402  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3403  *    off.
3404  *
3405  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3406  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3407  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3408  * to satisfy the above rules.
3409  */
3410 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3411 {
3412         int nid = cpu_to_node(cpu);
3413         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3414         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3415         int dest_cpu;
3416
3417         /*
3418          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3419          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3420          * select the CPU on the other node.
3421          */
3422         if (nid != -1) {
3423                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3424
3425                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3426                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3427                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3428                                 return dest_cpu;
3429                 }
3430         }
3431
3432         for (;;) {
3433                 /* Any allowed, online CPU? */
3434                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3435                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3436                                 continue;
3437
3438                         goto out;
3439                 }
3440
3441                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3442                 switch (state) {
3443                 case cpuset:
3444                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3445                                 state = possible;
3446                                 break;
3447                         }
3448                         fallthrough;
3449                 case possible:
3450                         /*
3451                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3452                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3453                          *
3454                          * More yuck to audit.
3455                          */
3456                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3457                         state = fail;
3458                         break;
3459                 case fail:
3460                         BUG();
3461                         break;
3462                 }
3463         }
3464
3465 out:
3466         if (state != cpuset) {
3467                 /*
3468                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3469                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3470                  * leave kernel.
3471                  */
3472                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3473                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3474                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3475                 }
3476         }
3477
3478         return dest_cpu;
3479 }
3480
3481 /*
3482  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3483  */
3484 static inline
3485 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3486 {
3487         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3488
3489         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3490                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3491         else
3492                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3493
3494         /*
3495          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3496          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3497          * CPU.
3498          *
3499          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3500          *
3501          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3502          *   not worry about this generic constraint ]
3503          */
3504         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3505                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3506
3507         return cpu;
3508 }
3509
3510 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3511 {
3512         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3513         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3514         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3515
3516         if (stop) {
3517                 /*
3518                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3519                  * userspace knows about and won't get confused about.
3520                  *
3521                  * Also, it will make PI more or less work without too
3522                  * much confusion -- but then, stop work should not
3523                  * rely on PI working anyway.
3524                  */
3525                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3526
3527                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3528
3529                 /*
3530                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3531                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3532                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3533                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3534                  * around the current task.
3535                  *
3536                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3537                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3538                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3539                  * own class.
3540                  */
3541                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3542         }
3543
3544         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3545
3546         if (old_stop) {
3547                 /*
3548                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3549                  * it can die in pieces.
3550                  */
3551                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3552         }
3553 }
3554
3555 #else /* CONFIG_SMP */
3556
3557 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3558                                          const struct cpumask *new_mask,
3559                                          u32 flags)
3560 {
3561         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3562 }
3563
3564 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3565
3566 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3567 {
3568         return false;
3569 }
3570
3571 #endif /* !CONFIG_SMP */
3572
3573 static void
3574 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3575 {
3576         struct rq *rq;
3577
3578         if (!schedstat_enabled())
3579                 return;
3580
3581         rq = this_rq();
3582
3583 #ifdef CONFIG_SMP
3584         if (cpu == rq->cpu) {
3585                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3586                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_local);
3587         } else {
3588                 struct sched_domain *sd;
3589
3590                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_remote);
3591                 rcu_read_lock();
3592                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3593                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3594                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3595                                 break;
3596                         }
3597                 }
3598                 rcu_read_unlock();
3599         }
3600
3601         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3602                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_migrate);
3603 #endif /* CONFIG_SMP */
3604
3605         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3606         __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups);
3607
3608         if (wake_flags & WF_SYNC)
3609                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_sync);
3610 }
3611
3612 /*
3613  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3614  */
3615 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3616                            struct rq_flags *rf)
3617 {
3618         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3619         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3620         trace_sched_wakeup(p);
3621
3622 #ifdef CONFIG_SMP
3623         if (p->sched_class->task_woken) {
3624                 /*
3625                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3626                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3627                  */
3628                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3629                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3630                 rq_repin_lock(rq, rf);
3631         }
3632
3633         if (rq->idle_stamp) {
3634                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3635                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3636
3637                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3638
3639                 if (rq->avg_idle > max)
3640                         rq->avg_idle = max;
3641
3642                 rq->wake_stamp = jiffies;
3643                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3644
3645                 rq->idle_stamp = 0;
3646         }
3647 #endif
3648 }
3649
3650 static void
3651 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3652                  struct rq_flags *rf)
3653 {
3654         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3655
3656         lockdep_assert_rq_held(rq);
3657
3658         if (p->sched_contributes_to_load)
3659                 rq->nr_uninterruptible--;
3660
3661 #ifdef CONFIG_SMP
3662         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3663                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3664         else
3665 #endif
3666         if (p->in_iowait) {
3667                 delayacct_blkio_end(p);
3668                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3669         }
3670
3671         activate_task(rq, p, en_flags);
3672         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3673 }
3674
3675 /*
3676  * Consider @p being inside a wait loop:
3677  *
3678  *   for (;;) {
3679  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3680  *
3681  *      if (CONDITION)
3682  *         break;
3683  *
3684  *      schedule();
3685  *   }
3686  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3687  *
3688  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3689  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3690  * an atomic manner.
3691  *
3692  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3693  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3694  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3695  * need to do a full wakeup with enqueue.
3696  *
3697  * Returns: %true when the wakeup is done,
3698  *          %false otherwise.
3699  */
3700 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3701 {
3702         struct rq_flags rf;
3703         struct rq *rq;
3704         int ret = 0;
3705
3706         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3707         if (task_on_rq_queued(p)) {
3708                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3709                 update_rq_clock(rq);
3710                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3711                 ret = 1;
3712         }
3713         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3714
3715         return ret;
3716 }
3717
3718 #ifdef CONFIG_SMP
3719 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3720 {
3721         struct llist_node *llist = arg;
3722         struct rq *rq = this_rq();
3723         struct task_struct *p, *t;
3724         struct rq_flags rf;
3725
3726         if (!llist)
3727                 return;
3728
3729         /*
3730          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3731          * Races such that false-negatives are possible, since they
3732          * are shorter lived that false-positives would be.
3733          */
3734         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3735
3736         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3737         update_rq_clock(rq);
3738
3739         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3740                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3741                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3742
3743                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3744                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3745
3746                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3747         }
3748
3749         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3750 }
3751
3752 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3753 {
3754         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3755
3756         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3757                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3758         else
3759                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3760 }
3761
3762 /*
3763  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3764  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3765  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3766  * of the wakeup instead of the waker.
3767  */
3768 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3769 {
3770         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3771
3772         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3773
3774         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3775         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3776 }
3777
3778 void wake_up_if_idle(int cpu)
3779 {
3780         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3781         struct rq_flags rf;
3782
3783         rcu_read_lock();
3784
3785         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3786                 goto out;
3787
3788         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3789         if (is_idle_task(rq->curr))
3790                 resched_curr(rq);
3791         /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3792         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3793
3794 out:
3795         rcu_read_unlock();
3796 }
3797
3798 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3799 {
3800         if (this_cpu == that_cpu)
3801                 return true;
3802
3803         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3804 }
3805
3806 static inline bool ttwu_queue_cond(struct task_struct *p, int cpu)
3807 {
3808         /*
3809          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3810          * in hotplug state.
3811          */
3812         if (!cpu_active(cpu))
3813                 return false;
3814
3815         /* Ensure the task will still be allowed to run on the CPU. */
3816         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
3817                 return false;
3818
3819         /*
3820          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3821          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3822          */
3823         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3824                 return true;
3825
3826         if (cpu == smp_processor_id())
3827                 return false;
3828
3829         /*
3830          * If the wakee cpu is idle, or the task is descheduling and the
3831          * only running task on the CPU, then use the wakelist to offload
3832          * the task activation to the idle (or soon-to-be-idle) CPU as
3833          * the current CPU is likely busy. nr_running is checked to
3834          * avoid unnecessary task stacking.
3835          *
3836          * Note that we can only get here with (wakee) p->on_rq=0,
3837          * p->on_cpu can be whatever, we've done the dequeue, so
3838          * the wakee has been accounted out of ->nr_running.
3839          */
3840         if (!cpu_rq(cpu)->nr_running)
3841                 return true;
3842
3843         return false;
3844 }
3845
3846 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3847 {
3848         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(p, cpu)) {
3849                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3850                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3851                 return true;
3852         }
3853
3854         return false;
3855 }
3856
3857 #else /* !CONFIG_SMP */
3858
3859 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3860 {
3861         return false;
3862 }
3863
3864 #endif /* CONFIG_SMP */
3865
3866 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3867 {
3868         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3869         struct rq_flags rf;
3870
3871         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3872                 return;
3873
3874         rq_lock(rq, &rf);
3875         update_rq_clock(rq);
3876         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3877         rq_unlock(rq, &rf);
3878 }
3879
3880 /*
3881  * Invoked from try_to_wake_up() to check whether the task can be woken up.
3882  *
3883  * The caller holds p::pi_lock if p != current or has preemption
3884  * disabled when p == current.
3885  *
3886  * The rules of PREEMPT_RT saved_state:
3887  *
3888  *   The related locking code always holds p::pi_lock when updating
3889  *   p::saved_state, which means the code is fully serialized in both cases.
3890  *
3891  *   The lock wait and lock wakeups happen via TASK_RTLOCK_WAIT. No other
3892  *   bits set. This allows to distinguish all wakeup scenarios.
3893  */
3894 static __always_inline
3895 bool ttwu_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state, int *success)
3896 {
3897         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
3898                 WARN_ON_ONCE((state & TASK_RTLOCK_WAIT) &&
3899                              state != TASK_RTLOCK_WAIT);
3900         }
3901
3902         if (READ_ONCE(p->__state) & state) {
3903                 *success = 1;
3904                 return true;
3905         }
3906
3907 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
3908         /*
3909          * Saved state preserves the task state across blocking on
3910          * an RT lock.  If the state matches, set p::saved_state to
3911          * TASK_RUNNING, but do not wake the task because it waits
3912          * for a lock wakeup. Also indicate success because from
3913          * the regular waker's point of view this has succeeded.
3914          *
3915          * After acquiring the lock the task will restore p::__state
3916          * from p::saved_state which ensures that the regular
3917          * wakeup is not lost. The restore will also set
3918          * p::saved_state to TASK_RUNNING so any further tests will
3919          * not result in false positives vs. @success
3920          */
3921         if (p->saved_state & state) {
3922                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
3923                 *success = 1;
3924         }
3925 #endif
3926         return false;
3927 }
3928
3929 /*
3930  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3931  *
3932  *  MIGRATION
3933  *
3934  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3935  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3936  * execution on its new CPU [c1].
3937  *
3938  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3939  *
3940  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3941  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3942  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3943  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3944  *
3945  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3946  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3947  *
3948  * Example:
3949  *
3950  *   CPU0            CPU1            CPU2
3951  *
3952  *   LOCK rq(0)->lock
3953  *   sched-out X
3954  *   sched-in Y
3955  *   UNLOCK rq(0)->lock
3956  *
3957  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3958  *                                   dequeue X
3959  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3960  *
3961  *                                   LOCK rq(1)->lock
3962  *                                   enqueue X
3963  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3964  *
3965  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3966  *                   sched-out Z
3967  *                   sched-in X
3968  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3969  *
3970  *
3971  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3972  *
3973  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3974  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3975  * chain to provide order. Instead we do:
3976  *
3977  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3978  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3979  *
3980  * Example:
3981  *
3982  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3983  *
3984  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3985  *   dequeue X
3986  *   sched-out X
3987  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3988  *
3989  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3990  *                    X->state = WAKING
3991  *                    set_task_cpu(X,2)
3992  *
3993  *                    LOCK rq(2)->lock
3994  *                    enqueue X
3995  *                    X->state = RUNNING
3996  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3997  *
3998  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3999  *                                          sched-out Z
4000  *                                          sched-in X
4001  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
4002  *
4003  *                    UNLOCK X->pi_lock
4004  *   UNLOCK rq(0)->lock
4005  *
4006  *
4007  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
4008  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
4009  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
4010  */
4011
4012 /**
4013  * try_to_wake_up - wake up a thread
4014  * @p: the thread to be awakened
4015  * @state: the mask of task states that can be woken
4016  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
4017  *
4018  * Conceptually does:
4019  *
4020  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
4021  *
4022  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
4023  *
4024  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
4025  *
4026  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
4027  * with set_current_state().
4028  *
4029  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
4030  *
4031  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
4032  *  - p->sched_class
4033  *  - p->cpus_ptr
4034  *  - p->sched_task_group
4035  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
4036  *
4037  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
4038  * Takes rq->lock in:
4039  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
4040  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
4041  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
4042  *
4043  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
4044  * many memory barriers and their comments for details.
4045  *
4046  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
4047  *         %false otherwise.
4048  */
4049 static int
4050 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
4051 {
4052         unsigned long flags;
4053         int cpu, success = 0;
4054
4055         preempt_disable();
4056         if (p == current) {
4057                 /*
4058                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
4059                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
4060                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
4061                  * without taking any locks.
4062                  *
4063                  * In particular:
4064                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
4065                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
4066                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
4067                  */
4068                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4069                         goto out;
4070
4071                 trace_sched_waking(p);
4072                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4073                 trace_sched_wakeup(p);
4074                 goto out;
4075         }
4076
4077         /*
4078          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
4079          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
4080          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
4081          * in set_current_state() that the waiting thread does.
4082          */
4083         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4084         smp_mb__after_spinlock();
4085         if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4086                 goto unlock;
4087
4088         trace_sched_waking(p);
4089
4090         /*
4091          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
4092          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
4093          * in smp_cond_load_acquire() below.
4094          *
4095          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
4096          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
4097          *   UNLOCK rq->lock
4098          *
4099          * __schedule() (switch to task 'p')
4100          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4101          *   smp_mb__after_spinlock();
4102          *   UNLOCK rq->lock
4103          *
4104          * [task p]
4105          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
4106          *
4107          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4108          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4109          *
4110          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
4111          */
4112         smp_rmb();
4113         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
4114                 goto unlock;
4115
4116 #ifdef CONFIG_SMP
4117         /*
4118          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
4119          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
4120          *
4121          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
4122          * from the runqueue.
4123          *
4124          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
4125          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
4126          *   UNLOCK rq->lock
4127          *
4128          * __schedule() (put 'p' to sleep)
4129          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4130          *   smp_mb__after_spinlock();
4131          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
4132          *
4133          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4134          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4135          *
4136          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
4137          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
4138          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
4139          */
4140         smp_acquire__after_ctrl_dep();
4141
4142         /*
4143          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
4144          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
4145          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
4146          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4147          */
4148         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4149
4150         /*
4151          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4152          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4153          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4154          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4155          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4156          *
4157          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4158          *
4159          * set_task_cpu(p, cpu);
4160          *   STORE p->cpu = @cpu
4161          * __schedule() (switch to task 'p')
4162          *   LOCK rq->lock
4163          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4164          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4165          *
4166          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4167          * scheduling.
4168          */
4169         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4170             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags))
4171                 goto unlock;
4172
4173         /*
4174          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4175          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4176          *
4177          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4178          *
4179          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4180          * their previous state and preserve Program Order.
4181          */
4182         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4183
4184         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4185         if (task_cpu(p) != cpu) {
4186                 if (p->in_iowait) {
4187                         delayacct_blkio_end(p);
4188                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4189                 }
4190
4191                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4192                 psi_ttwu_dequeue(p);
4193                 set_task_cpu(p, cpu);
4194         }
4195 #else
4196         cpu = task_cpu(p);
4197 #endif /* CONFIG_SMP */
4198
4199         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4200 unlock:
4201         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4202 out:
4203         if (success)
4204                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4205         preempt_enable();
4206
4207         return success;
4208 }
4209
4210 /**
4211  * task_call_func - Invoke a function on task in fixed state
4212  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4213  * @func: Function to invoke.
4214  * @arg: Argument to function.
4215  *
4216  * Fix the task in it's current state by avoiding wakeups and or rq operations
4217  * and call @func(@arg) on it.  This function can use ->on_rq and task_curr()
4218  * to work out what the state is, if required.  Given that @func can be invoked
4219  * with a runqueue lock held, it had better be quite lightweight.
4220  *
4221  * Returns:
4222  *   Whatever @func returns
4223  */
4224 int task_call_func(struct task_struct *p, task_call_f func, void *arg)
4225 {
4226         struct rq *rq = NULL;
4227         unsigned int state;
4228         struct rq_flags rf;
4229         int ret;
4230
4231         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4232
4233         state = READ_ONCE(p->__state);
4234
4235         /*
4236          * Ensure we load p->on_rq after p->__state, otherwise it would be
4237          * possible to, falsely, observe p->on_rq == 0.
4238          *
4239          * See try_to_wake_up() for a longer comment.
4240          */
4241         smp_rmb();
4242
4243         /*
4244          * Since pi->lock blocks try_to_wake_up(), we don't need rq->lock when
4245          * the task is blocked. Make sure to check @state since ttwu() can drop
4246          * locks at the end, see ttwu_queue_wakelist().
4247          */
4248         if (state == TASK_RUNNING || state == TASK_WAKING || p->on_rq)
4249                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4250
4251         /*
4252          * At this point the task is pinned; either:
4253          *  - blocked and we're holding off wakeups      (pi->lock)
4254          *  - woken, and we're holding off enqueue       (rq->lock)
4255          *  - queued, and we're holding off schedule     (rq->lock)
4256          *  - running, and we're holding off de-schedule (rq->lock)
4257          *
4258          * The called function (@func) can use: task_curr(), p->on_rq and
4259          * p->__state to differentiate between these states.
4260          */
4261         ret = func(p, arg);
4262
4263         if (rq)
4264                 rq_unlock(rq, &rf);
4265
4266         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4267         return ret;
4268 }
4269
4270 /**
4271  * cpu_curr_snapshot - Return a snapshot of the currently running task
4272  * @cpu: The CPU on which to snapshot the task.
4273  *
4274  * Returns the task_struct pointer of the task "currently" running on
4275  * the specified CPU.  If the same task is running on that CPU throughout,
4276  * the return value will be a pointer to that task's task_struct structure.
4277  * If the CPU did any context switches even vaguely concurrently with the
4278  * execution of this function, the return value will be a pointer to the
4279  * task_struct structure of a randomly chosen task that was running on
4280  * that CPU somewhere around the time that this function was executing.
4281  *
4282  * If the specified CPU was offline, the return value is whatever it
4283  * is, perhaps a pointer to the task_struct structure of that CPU's idle
4284  * task, but there is no guarantee.  Callers wishing a useful return
4285  * value must take some action to ensure that the specified CPU remains
4286  * online throughout.
4287  *
4288  * This function executes full memory barriers before and after fetching
4289  * the pointer, which permits the caller to confine this function's fetch
4290  * with respect to the caller's accesses to other shared variables.
4291  */
4292 struct task_struct *cpu_curr_snapshot(int cpu)
4293 {
4294         struct task_struct *t;
4295
4296         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4297         t = rcu_dereference(cpu_curr(cpu));
4298         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4299         return t;
4300 }
4301
4302 /**
4303  * wake_up_process - Wake up a specific process
4304  * @p: The process to be woken up.
4305  *
4306  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4307  * processes.
4308  *
4309  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4310  *
4311  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4312  */
4313 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4314 {
4315         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4316 }
4317 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4318
4319 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4320 {
4321         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4322 }
4323
4324 /*
4325  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4326  * p is forked by current.
4327  *
4328  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4329  */
4330 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4331 {
4332         p->on_rq                        = 0;
4333
4334         p->se.on_rq                     = 0;
4335         p->se.exec_start                = 0;
4336         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4337         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4338         p->se.nr_migrations             = 0;
4339         p->se.vruntime                  = 0;
4340         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4341
4342 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4343         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4344 #endif
4345
4346 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4347         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4348         memset(&p->stats, 0, sizeof(p->stats));
4349 #endif
4350
4351         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4352         init_dl_task_timer(&p->dl);
4353         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4354         __dl_clear_params(p);
4355
4356         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4357         p->rt.timeout           = 0;
4358         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4359         p->rt.on_rq             = 0;
4360         p->rt.on_list           = 0;
4361
4362 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4363         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4364 #endif
4365
4366 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4367         p->capture_control = NULL;
4368 #endif
4369         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4370 #ifdef CONFIG_SMP
4371         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4372         p->migration_pending = NULL;
4373 #endif
4374 }
4375
4376 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4377
4378 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4379
4380 int sysctl_numa_balancing_mode;
4381
4382 static void __set_numabalancing_state(bool enabled)
4383 {
4384         if (enabled)
4385                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4386         else
4387                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4388 }
4389
4390 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4391 {
4392         if (enabled)
4393                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_NORMAL;
4394         else
4395                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_DISABLED;
4396         __set_numabalancing_state(enabled);
4397 }
4398
4399 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4400 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4401                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4402 {
4403         struct ctl_table t;
4404         int err;
4405         int state = sysctl_numa_balancing_mode;
4406
4407         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4408                 return -EPERM;
4409
4410         t = *table;
4411         t.data = &state;
4412         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4413         if (err < 0)
4414                 return err;
4415         if (write) {
4416                 sysctl_numa_balancing_mode = state;
4417                 __set_numabalancing_state(state);
4418         }
4419         return err;
4420 }
4421 #endif
4422 #endif
4423
4424 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4425
4426 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4427
4428 static void set_schedstats(bool enabled)
4429 {
4430         if (enabled)
4431                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4432         else
4433                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4434 }
4435
4436 void force_schedstat_enabled(void)
4437 {
4438         if (!schedstat_enabled()) {
4439                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4440                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4441         }
4442 }
4443
4444 static int __init setup_schedstats(char *str)
4445 {
4446         int ret = 0;
4447         if (!str)
4448                 goto out;
4449
4450         if (!strcmp(str, "enable")) {
4451                 set_schedstats(true);
4452                 ret = 1;
4453         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4454                 set_schedstats(false);
4455                 ret = 1;
4456         }
4457 out:
4458         if (!ret)
4459                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4460
4461         return ret;
4462 }
4463 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4464
4465 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4466 static int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4467                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4468 {
4469         struct ctl_table t;
4470         int err;
4471         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4472
4473         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4474                 return -EPERM;
4475
4476         t = *table;
4477         t.data = &state;
4478         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4479         if (err < 0)
4480                 return err;
4481         if (write)
4482                 set_schedstats(state);
4483         return err;
4484 }
4485 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4486 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4487
4488 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4489 static struct ctl_table sched_core_sysctls[] = {
4490 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4491         {
4492                 .procname       = "sched_schedstats",
4493                 .data           = NULL,
4494                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4495                 .mode           = 0644,
4496                 .proc_handler   = sysctl_schedstats,
4497                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4498                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
4499         },
4500 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4501 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4502         {
4503                 .procname       = "sched_util_clamp_min",
4504                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min,
4505                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4506                 .mode           = 0644,
4507                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4508         },
4509         {
4510                 .procname       = "sched_util_clamp_max",
4511                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_max,
4512                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4513                 .mode           = 0644,
4514                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4515         },
4516         {
4517                 .procname       = "sched_util_clamp_min_rt_default",
4518                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default,
4519                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4520                 .mode           = 0644,
4521                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4522         },
4523 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
4524         {}
4525 };
4526 static int __init sched_core_sysctl_init(void)
4527 {
4528         register_sysctl_init("kernel", sched_core_sysctls);
4529         return 0;
4530 }
4531 late_initcall(sched_core_sysctl_init);
4532 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
4533
4534 /*
4535  * fork()/clone()-time setup:
4536  */
4537 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4538 {
4539         __sched_fork(clone_flags, p);
4540         /*
4541          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4542          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4543          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4544          */
4545         p->__state = TASK_NEW;
4546
4547         /*
4548          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4549          */
4550         p->prio = current->normal_prio;
4551
4552         uclamp_fork(p);
4553
4554         /*
4555          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4556          */
4557         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4558                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4559                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4560                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4561                         p->rt_priority = 0;
4562                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4563                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4564
4565                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4566                 set_load_weight(p, false);
4567
4568                 /*
4569                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4570                  * fulfilled its duty:
4571                  */
4572                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4573         }
4574
4575         if (dl_prio(p->prio))
4576                 return -EAGAIN;
4577         else if (rt_prio(p->prio))
4578                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4579         else
4580                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4581
4582         init_entity_runnable_average(&p->se);
4583
4584
4585 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4586         if (likely(sched_info_on()))
4587                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4588 #endif
4589 #if defined(CONFIG_SMP)
4590         p->on_cpu = 0;
4591 #endif
4592         init_task_preempt_count(p);
4593 #ifdef CONFIG_SMP
4594         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4595         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4596 #endif
4597         return 0;
4598 }
4599
4600 void sched_cgroup_fork(struct task_struct *p, struct kernel_clone_args *kargs)
4601 {
4602         unsigned long flags;
4603
4604         /*
4605          * Because we're not yet on the pid-hash, p->pi_lock isn't strictly
4606          * required yet, but lockdep gets upset if rules are violated.
4607          */
4608         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4609 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4610         if (1) {
4611                 struct task_group *tg;
4612                 tg = container_of(kargs->cset->subsys[cpu_cgrp_id],
4613                                   struct task_group, css);
4614                 tg = autogroup_task_group(p, tg);
4615                 p->sched_task_group = tg;
4616         }
4617 #endif
4618         rseq_migrate(p);
4619         /*
4620          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4621          * so use __set_task_cpu().
4622          */
4623         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4624         if (p->sched_class->task_fork)
4625                 p->sched_class->task_fork(p);
4626         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4627 }
4628
4629 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4630 {
4631         uclamp_post_fork(p);
4632 }
4633
4634 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4635 {
4636         if (runtime == RUNTIME_INF)
4637                 return BW_UNIT;
4638
4639         /*
4640          * Doing this here saves a lot of checks in all
4641          * the calling paths, and returning zero seems
4642          * safe for them anyway.
4643          */
4644         if (period == 0)
4645                 return 0;
4646
4647         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4648 }
4649
4650 /*
4651  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4652  *
4653  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4654  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4655  * on the runqueue and wakes it.
4656  */
4657 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4658 {
4659         struct rq_flags rf;
4660         struct rq *rq;
4661
4662         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4663         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4664 #ifdef CONFIG_SMP
4665         /*
4666          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4667          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4668          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4669          *
4670          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4671          * as we're not fully set-up yet.
4672          */
4673         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4674         rseq_migrate(p);
4675         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4676 #endif
4677         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4678         update_rq_clock(rq);
4679         post_init_entity_util_avg(p);
4680
4681         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4682         trace_sched_wakeup_new(p);
4683         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4684 #ifdef CONFIG_SMP
4685         if (p->sched_class->task_woken) {
4686                 /*
4687                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4688                  * drop it.
4689                  */
4690                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4691                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4692                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4693         }
4694 #endif
4695         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4696 }
4697
4698 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4699
4700 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4701
4702 void preempt_notifier_inc(void)
4703 {
4704         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4705 }
4706 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4707
4708 void preempt_notifier_dec(void)
4709 {
4710         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4711 }
4712 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4713
4714 /**
4715  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4716  * @notifier: notifier struct to register
4717  */
4718 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4719 {
4720         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4721                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4722
4723         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4724 }
4725 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4726
4727 /**
4728  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4729  * @notifier: notifier struct to unregister
4730  *
4731  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4732  */
4733 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4734 {
4735         hlist_del(&notifier->link);
4736 }
4737 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4738
4739 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4740 {
4741         struct preempt_notifier *notifier;
4742
4743         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4744                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4745 }
4746
4747 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4748 {
4749         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4750                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4751 }
4752
4753 static void
4754 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4755                                    struct task_struct *next)
4756 {
4757         struct preempt_notifier *notifier;
4758
4759         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4760                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4761 }
4762
4763 static __always_inline void
4764 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4765                                  struct task_struct *next)
4766 {
4767         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4768                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4769 }
4770
4771 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4772
4773 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4774 {
4775 }
4776
4777 static inline void
4778 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4779                                  struct task_struct *next)
4780 {
4781 }
4782
4783 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4784
4785 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4786 {
4787 #ifdef CONFIG_SMP
4788         /*
4789          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4790          * such that any running task will have this set.
4791          *
4792          * See the smp_load_acquire(&p->on_cpu) case in ttwu() and
4793          * its ordering comment.
4794          */
4795         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4796 #endif
4797 }
4798
4799 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4800 {
4801 #ifdef CONFIG_SMP
4802         /*
4803          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4804          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4805          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4806          * finished.
4807          *
4808          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4809          * happen before this.
4810          *
4811          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4812          */
4813         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4814 #endif
4815 }
4816
4817 #ifdef CONFIG_SMP
4818
4819 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4820 {
4821         void (*func)(struct rq *rq);
4822         struct callback_head *next;
4823
4824         lockdep_assert_rq_held(rq);
4825
4826         while (head) {
4827                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4828                 next = head->next;
4829                 head->next = NULL;
4830                 head = next;
4831
4832                 func(rq);
4833         }
4834 }
4835
4836 static void balance_push(struct rq *rq);
4837
4838 /*
4839  * balance_push_callback is a right abuse of the callback interface and plays
4840  * by significantly different rules.
4841  *
4842  * Where the normal balance_callback's purpose is to be ran in the same context
4843  * that queued it (only later, when it's safe to drop rq->lock again),
4844  * balance_push_callback is specifically targeted at __schedule().
4845  *
4846  * This abuse is tolerated because it places all the unlikely/odd cases behind
4847  * a single test, namely: rq->balance_callback == NULL.
4848  */
4849 struct callback_head balance_push_callback = {
4850         .next = NULL,
4851         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4852 };
4853
4854 static inline struct callback_head *
4855 __splice_balance_callbacks(struct rq *rq, bool split)
4856 {
4857         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4858
4859         if (likely(!head))
4860                 return NULL;
4861
4862         lockdep_assert_rq_held(rq);
4863         /*
4864          * Must not take balance_push_callback off the list when
4865          * splice_balance_callbacks() and balance_callbacks() are not
4866          * in the same rq->lock section.
4867          *
4868          * In that case it would be possible for __schedule() to interleave
4869          * and observe the list empty.
4870          */
4871         if (split && head == &balance_push_callback)
4872                 head = NULL;
4873         else
4874                 rq->balance_callback = NULL;
4875
4876         return head;
4877 }
4878
4879 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4880 {
4881         return __splice_balance_callbacks(rq, true);
4882 }
4883
4884 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4885 {
4886         do_balance_callbacks(rq, __splice_balance_callbacks(rq, false));
4887 }
4888
4889 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4890 {
4891         unsigned long flags;
4892
4893         if (unlikely(head)) {
4894                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4895                 do_balance_callbacks(rq, head);
4896                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4897         }
4898 }
4899
4900 #else
4901
4902 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4903 {
4904 }
4905
4906 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4907 {
4908         return NULL;
4909 }
4910
4911 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4912 {
4913 }
4914
4915 #endif
4916
4917 static inline void
4918 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4919 {
4920         /*
4921          * Since the runqueue lock will be released by the next
4922          * task (which is an invalid locking op but in the case
4923          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4924          * do an early lockdep release here:
4925          */
4926         rq_unpin_lock(rq, rf);
4927         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4928 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4929         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4930         rq_lockp(rq)->owner = next;
4931 #endif
4932 }
4933
4934 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4935 {
4936         /*
4937          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4938          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4939          * prev into current:
4940          */
4941         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4942         __balance_callbacks(rq);
4943         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4944 }
4945
4946 /*
4947  * NOP if the arch has not defined these:
4948  */
4949
4950 #ifndef prepare_arch_switch
4951 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4952 #endif
4953
4954 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4955 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4956 #endif
4957
4958 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4959 {
4960 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4961         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4962                 __kmap_local_sched_out();
4963 #endif
4964 }
4965
4966 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4967 {
4968 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4969         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4970                 __kmap_local_sched_in();
4971 #endif
4972 }
4973
4974 /**
4975  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4976  * @rq: the runqueue preparing to switch
4977  * @prev: the current task that is being switched out
4978  * @next: the task we are going to switch to.
4979  *
4980  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4981  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4982  * switch.
4983  *
4984  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4985  * hooks.
4986  */
4987 static inline void
4988 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4989                     struct task_struct *next)
4990 {
4991         kcov_prepare_switch(prev);
4992         sched_info_switch(rq, prev, next);
4993         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4994         rseq_preempt(prev);
4995         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4996         kmap_local_sched_out();
4997         prepare_task(next);
4998         prepare_arch_switch(next);
4999 }
5000
5001 /**
5002  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
5003  * @prev: the thread we just switched away from.
5004  *
5005  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
5006  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
5007  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
5008  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
5009  *
5010  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
5011  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
5012  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
5013  * details.)
5014  *
5015  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
5016  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
5017  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
5018  * because prev may have moved to another CPU.
5019  */
5020 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
5021         __releases(rq->lock)
5022 {
5023         struct rq *rq = this_rq();
5024         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
5025         unsigned int prev_state;
5026
5027         /*
5028          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
5029          * because it left us after:
5030          *
5031          *      schedule()
5032          *        preempt_disable();                    // 1
5033          *        __schedule()
5034          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
5035          *
5036          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
5037          */
5038         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
5039                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
5040                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
5041                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
5042
5043         rq->prev_mm = NULL;
5044
5045         /*
5046          * A task struct has one reference for the use as "current".
5047          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
5048          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
5049          * the scheduled task must drop that reference.
5050          *
5051          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
5052          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
5053          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
5054          * transition, resulting in a double drop.
5055          */
5056         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5057         vtime_task_switch(prev);
5058         perf_event_task_sched_in(prev, current);
5059         finish_task(prev);
5060         tick_nohz_task_switch();
5061         finish_lock_switch(rq);
5062         finish_arch_post_lock_switch();
5063         kcov_finish_switch(current);
5064         /*
5065          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
5066          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
5067          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
5068          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
5069          * disabled either.
5070          */
5071         kmap_local_sched_in();
5072
5073         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
5074         /*
5075          * When switching through a kernel thread, the loop in
5076          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
5077          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
5078          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
5079          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
5080          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
5081          *
5082          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
5083          *   provided by mmdrop(),
5084          * - a sync_core for SYNC_CORE.
5085          */
5086         if (mm) {
5087                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
5088                 mmdrop_sched(mm);
5089         }
5090         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
5091                 if (prev->sched_class->task_dead)
5092                         prev->sched_class->task_dead(prev);
5093
5094                 /* Task is done with its stack. */
5095                 put_task_stack(prev);
5096
5097                 put_task_struct_rcu_user(prev);
5098         }
5099
5100         return rq;
5101 }
5102
5103 /**
5104  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
5105  * @prev: the thread we just switched away from.
5106  */
5107 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
5108         __releases(rq->lock)
5109 {
5110         /*
5111          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
5112          * finish_task_switch() for details.
5113          *
5114          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
5115          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
5116          * PREEMPT_COUNT kernels).
5117          */
5118
5119         finish_task_switch(prev);
5120         preempt_enable();
5121
5122         if (current->set_child_tid)
5123                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
5124
5125         calculate_sigpending();
5126 }
5127
5128 /*
5129  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
5130  */
5131 static __always_inline struct rq *
5132 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5133                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5134 {
5135         prepare_task_switch(rq, prev, next);
5136
5137         /*
5138          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
5139          * combine the page table reload and the switch backend into
5140          * one hypercall.
5141          */
5142         arch_start_context_switch(prev);
5143
5144         /*
5145          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
5146          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
5147          *
5148          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
5149          *   user ->   user   switch
5150          */
5151         if (!next->mm) {                                // to kernel
5152                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
5153
5154                 next->active_mm = prev->active_mm;
5155                 if (prev->mm)                           // from user
5156                         mmgrab(prev->active_mm);
5157                 else
5158                         prev->active_mm = NULL;
5159         } else {                                        // to user
5160                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
5161                 /*
5162                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
5163                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
5164                  *
5165                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
5166                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
5167                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
5168                  */
5169                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
5170
5171                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
5172                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
5173                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
5174                         prev->active_mm = NULL;
5175                 }
5176         }
5177
5178         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5179
5180         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
5181
5182         /* Here we just switch the register state and the stack. */
5183         switch_to(prev, next, prev);
5184         barrier();
5185
5186         return finish_task_switch(prev);
5187 }
5188
5189 /*
5190  * nr_running and nr_context_switches:
5191  *
5192  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
5193  * threads, total number of context switches performed since bootup.
5194  */
5195 unsigned int nr_running(void)
5196 {
5197         unsigned int i, sum = 0;
5198
5199         for_each_online_cpu(i)
5200                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
5201
5202         return sum;
5203 }
5204
5205 /*
5206  * Check if only the current task is running on the CPU.
5207  *
5208  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
5209  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
5210  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
5211  *
5212  * - from a non-preemptible section (of course)
5213  *
5214  * - from a thread that is bound to a single CPU
5215  *
5216  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
5217  */
5218 bool single_task_running(void)
5219 {
5220         return raw_rq()->nr_running == 1;
5221 }
5222 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
5223
5224 unsigned long long nr_context_switches(void)
5225 {
5226         int i;
5227         unsigned long long sum = 0;
5228
5229         for_each_possible_cpu(i)
5230                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
5231
5232         return sum;
5233 }
5234
5235 /*
5236  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
5237  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
5238  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
5239  * it does become runnable.
5240  */
5241
5242 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
5243 {
5244         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
5245 }
5246
5247 /*
5248  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
5249  *
5250  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
5251  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
5252  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
5253  *
5254  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
5255  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
5256  * running and we'd not be idle.
5257  *
5258  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
5259  * is broken.
5260  *
5261  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
5262  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
5263  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
5264  * utilising both CPUs.
5265  *
5266  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
5267  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
5268  *
5269  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
5270  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
5271  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
5272  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
5273  *
5274  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
5275  */
5276
5277 unsigned int nr_iowait(void)
5278 {
5279         unsigned int i, sum = 0;
5280
5281         for_each_possible_cpu(i)
5282                 sum += nr_iowait_cpu(i);
5283
5284         return sum;
5285 }
5286
5287 #ifdef CONFIG_SMP
5288
5289 /*
5290  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5291  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5292  */
5293 void sched_exec(void)
5294 {
5295         struct task_struct *p = current;
5296         unsigned long flags;
5297         int dest_cpu;
5298
5299         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5300         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5301         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5302                 goto unlock;
5303
5304         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5305                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5306
5307                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5308                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5309                 return;
5310         }
5311 unlock:
5312         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5313 }
5314
5315 #endif
5316
5317 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5318 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5319
5320 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5321 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5322
5323 /*
5324  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5325  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5326  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5327  * Prefetching this data results in improved performance.
5328  */
5329 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5330 {
5331 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5332         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5333 #else
5334         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5335 #endif
5336         prefetch(curr);
5337         prefetch(&curr->exec_start);
5338 }
5339
5340 /*
5341  * Return accounted runtime for the task.
5342  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5343  * pending runtime that have not been accounted yet.
5344  */
5345 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5346 {
5347         struct rq_flags rf;
5348         struct rq *rq;
5349         u64 ns;
5350
5351 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5352         /*
5353          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5354          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5355          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5356          *
5357          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5358          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5359          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5360          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5361          * been accounted, so we're correct here as well.
5362          */
5363         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5364                 return p->se.sum_exec_runtime;
5365 #endif
5366
5367         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5368         /*
5369          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5370          * project cycles that may never be accounted to this
5371          * thread, breaking clock_gettime().
5372          */
5373         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5374                 prefetch_curr_exec_start(p);
5375                 update_rq_clock(rq);
5376                 p->sched_class->update_curr(rq);
5377         }
5378         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5379         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5380
5381         return ns;
5382 }
5383
5384 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5385 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5386 {
5387         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5388         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5389         static bool warned_once;
5390
5391         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5392                 return 0;
5393
5394         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5395                 return 0;
5396
5397         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5398                 return 0;
5399
5400         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5401                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5402                 rq->ticks_without_resched = 0;
5403                 return 0;
5404         }
5405
5406         rq->ticks_without_resched++;
5407         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5408         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5409                 return 0;
5410
5411         warned_once = true;
5412
5413         return resched_latency;
5414 }
5415
5416 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5417 {
5418         long val;
5419
5420         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5421                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5422                 return 1;
5423         }
5424
5425         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5426         return 1;
5427 }
5428 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5429 #else
5430 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5431 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5432
5433 /*
5434  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5435  * We call it with interrupts disabled.
5436  */
5437 void scheduler_tick(void)
5438 {
5439         int cpu = smp_processor_id();
5440         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5441         struct task_struct *curr = rq->curr;
5442         struct rq_flags rf;
5443         unsigned long thermal_pressure;
5444         u64 resched_latency;
5445
5446         arch_scale_freq_tick();
5447         sched_clock_tick();
5448
5449         rq_lock(rq, &rf);
5450
5451         update_rq_clock(rq);
5452         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5453         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5454         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5455         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5456                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5457         calc_global_load_tick(rq);
5458         sched_core_tick(rq);
5459
5460         rq_unlock(rq, &rf);
5461
5462         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5463                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5464
5465         perf_event_task_tick();
5466
5467 #ifdef CONFIG_SMP
5468         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5469         trigger_load_balance(rq);
5470 #endif
5471 }
5472
5473 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5474
5475 struct tick_work {
5476         int                     cpu;
5477         atomic_t                state;
5478         struct delayed_work     work;
5479 };
5480 /* Values for ->state, see diagram below. */
5481 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5482 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5483 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5484
5485 /*
5486  * State diagram for ->state:
5487  *
5488  *
5489  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5490  *                    |   ^
5491  *                    |   |
5492  *                    |   | sched_tick_remote()
5493  *                    |   |
5494  *                    |   |
5495  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5496  *                    |   ^
5497  *                    |   |
5498  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5499  *                    |   |
5500  *                    V   |
5501  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5502  *
5503  *
5504  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5505  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5506  */
5507
5508 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5509
5510 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5511 {
5512         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5513         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5514         int cpu = twork->cpu;
5515         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5516         struct task_struct *curr;
5517         struct rq_flags rf;
5518         u64 delta;
5519         int os;
5520
5521         /*
5522          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5523          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5524          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5525          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5526          * of when exactly it is running.
5527          */
5528         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5529                 goto out_requeue;
5530
5531         rq_lock_irq(rq, &rf);
5532         curr = rq->curr;
5533         if (cpu_is_offline(cpu))
5534                 goto out_unlock;
5535
5536         update_rq_clock(rq);
5537
5538         if (!is_idle_task(curr)) {
5539                 /*
5540                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5541                  * amount of time.
5542                  */
5543                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5544                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5545         }
5546         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5547
5548         calc_load_nohz_remote(rq);
5549 out_unlock:
5550         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5551 out_requeue:
5552
5553         /*
5554          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5555          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5556          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5557          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5558          */
5559         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5560         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5561         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5562                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5563 }
5564
5565 static void sched_tick_start(int cpu)
5566 {
5567         int os;
5568         struct tick_work *twork;
5569
5570         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5571                 return;
5572
5573         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5574
5575         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5576         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5577         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5578         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5579                 twork->cpu = cpu;
5580                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5581                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5582         }
5583 }
5584
5585 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5586 static void sched_tick_stop(int cpu)
5587 {
5588         struct tick_work *twork;
5589         int os;
5590
5591         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5592                 return;
5593
5594         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5595
5596         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5597         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5598         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5599         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5600         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5601 }
5602 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5603
5604 int __init sched_tick_offload_init(void)
5605 {
5606         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5607         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5608         return 0;
5609 }
5610
5611 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5612 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5613 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5614 #endif
5615
5616 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5617                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5618 /*
5619  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5620  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5621  */
5622 static inline void preempt_latency_start(int val)
5623 {
5624         if (preempt_count() == val) {
5625                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5626 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5627                 current->preempt_disable_ip = ip;
5628 #endif
5629                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5630         }
5631 }
5632
5633 void preempt_count_add(int val)
5634 {
5635 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5636         /*
5637          * Underflow?
5638          */
5639         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5640                 return;
5641 #endif
5642         __preempt_count_add(val);
5643 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5644         /*
5645          * Spinlock count overflowing soon?
5646          */
5647         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5648                                 PREEMPT_MASK - 10);
5649 #endif
5650         preempt_latency_start(val);
5651 }
5652 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5653 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5654
5655 /*
5656  * If the value passed in equals to the current preempt count
5657  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5658  */
5659 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5660 {
5661         if (preempt_count() == val)
5662                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5663 }
5664
5665 void preempt_count_sub(int val)
5666 {
5667 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5668         /*
5669          * Underflow?
5670          */
5671         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5672                 return;
5673         /*
5674          * Is the spinlock portion underflowing?
5675          */
5676         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5677                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5678                 return;
5679 #endif
5680
5681         preempt_latency_stop(val);
5682         __preempt_count_sub(val);
5683 }
5684 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5685 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5686
5687 #else
5688 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5689 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5690 #endif
5691
5692 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5693 {
5694 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5695         return p->preempt_disable_ip;
5696 #else
5697         return 0;
5698 #endif
5699 }
5700
5701 /*
5702  * Print scheduling while atomic bug:
5703  */
5704 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5705 {
5706         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5707         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5708
5709         if (oops_in_progress)
5710                 return;
5711
5712         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5713                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5714
5715         debug_show_held_locks(prev);
5716         print_modules();
5717         if (irqs_disabled())
5718                 print_irqtrace_events(prev);
5719         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5720             && in_atomic_preempt_off()) {
5721                 pr_err("Preemption disabled at:");
5722                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5723         }
5724         if (panic_on_warn)
5725                 panic("scheduling while atomic\n");
5726
5727         dump_stack();
5728         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5729 }
5730
5731 /*
5732  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5733  */
5734 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5735 {
5736 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5737         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5738                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5739
5740         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5741                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5742 #endif
5743
5744 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5745         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5746                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5747                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5748                 dump_stack();
5749                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5750         }
5751 #endif
5752
5753         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5754                 __schedule_bug(prev);
5755                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5756         }
5757         rcu_sleep_check();
5758         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5759
5760         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5761
5762         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5763 }
5764
5765 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5766                                   struct rq_flags *rf)
5767 {
5768 #ifdef CONFIG_SMP
5769         const struct sched_class *class;
5770         /*
5771          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5772          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5773          * state as before we took rq->lock.
5774          *
5775          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5776          * a runnable task of @class priority or higher.
5777          */
5778         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5779                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5780                         break;
5781         }
5782 #endif
5783
5784         put_prev_task(rq, prev);
5785 }
5786
5787 /*
5788  * Pick up the highest-prio task:
5789  */
5790 static inline struct task_struct *
5791 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5792 {
5793         const struct sched_class *class;
5794         struct task_struct *p;
5795
5796         /*
5797          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5798          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5799          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5800          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5801          */
5802         if (likely(!sched_class_above(prev->sched_class, &fair_sched_class) &&
5803                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5804
5805                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5806                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5807                         goto restart;
5808
5809                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5810                 if (!p) {
5811                         put_prev_task(rq, prev);
5812                         p = pick_next_task_idle(rq);
5813                 }
5814
5815                 return p;
5816         }
5817
5818 restart:
5819         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5820
5821         for_each_class(class) {
5822                 p = class->pick_next_task(rq);
5823                 if (p)
5824                         return p;
5825         }
5826
5827         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5828 }
5829
5830 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5831 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5832 {
5833         return (task_rq(t)->idle == t);
5834 }
5835
5836 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5837 {
5838         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5839 }
5840
5841 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5842 {
5843         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5844                 return true;
5845
5846         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5847 }
5848
5849 static inline struct task_struct *pick_task(struct rq *rq)
5850 {
5851         const struct sched_class *class;
5852         struct task_struct *p;
5853
5854         for_each_class(class) {
5855                 p = class->pick_task(rq);
5856                 if (p)
5857                         return p;
5858         }
5859
5860         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5861 }
5862
5863 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5864
5865 static void queue_core_balance(struct rq *rq);
5866
5867 static struct task_struct *
5868 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5869 {
5870         struct task_struct *next, *p, *max = NULL;
5871         const struct cpumask *smt_mask;
5872         bool fi_before = false;
5873         bool core_clock_updated = (rq == rq->core);
5874         unsigned long cookie;
5875         int i, cpu, occ = 0;
5876         struct rq *rq_i;
5877         bool need_sync;
5878
5879         if (!sched_core_enabled(rq))
5880                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5881
5882         cpu = cpu_of(rq);
5883
5884         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5885         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5886                 /*
5887                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5888                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5889                  * another cpu during offline.
5890                  */
5891                 rq->core_pick = NULL;
5892                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5893         }
5894
5895         /*
5896          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5897          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5898          * pick yet, do so now.
5899          *
5900          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5901          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5902          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5903          */
5904         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5905             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5906             rq->core_pick) {
5907                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5908
5909                 next = rq->core_pick;
5910                 if (next != prev) {
5911                         put_prev_task(rq, prev);
5912                         set_next_task(rq, next);
5913                 }
5914
5915                 rq->core_pick = NULL;
5916                 goto out;
5917         }
5918
5919         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5920
5921         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5922         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5923
5924         /* reset state */
5925         rq->core->core_cookie = 0UL;
5926         if (rq->core->core_forceidle_count) {
5927                 if (!core_clock_updated) {
5928                         update_rq_clock(rq->core);
5929                         core_clock_updated = true;
5930                 }
5931                 sched_core_account_forceidle(rq);
5932                 /* reset after accounting force idle */
5933                 rq->core->core_forceidle_start = 0;
5934                 rq->core->core_forceidle_count = 0;
5935                 rq->core->core_forceidle_occupation = 0;
5936                 need_sync = true;
5937                 fi_before = true;
5938         }
5939
5940         /*
5941          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5942          *
5943          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5944          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5945          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5946          *
5947          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5948          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5949          */
5950         rq->core->core_task_seq++;
5951
5952         /*
5953          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5954          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5955          */
5956         if (!need_sync) {
5957                 next = pick_task(rq);
5958                 if (!next->core_cookie) {
5959                         rq->core_pick = NULL;
5960                         /*
5961                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5962                          * unconstrained picks as well.
5963                          */
5964                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5965                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5966                         goto out_set_next;
5967                 }
5968         }
5969
5970         /*
5971          * For each thread: do the regular task pick and find the max prio task
5972          * amongst them.
5973          *
5974          * Tie-break prio towards the current CPU
5975          */
5976         for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5977                 rq_i = cpu_rq(i);
5978
5979                 /*
5980                  * Current cpu always has its clock updated on entrance to
5981                  * pick_next_task(). If the current cpu is not the core,
5982                  * the core may also have been updated above.
5983                  */
5984                 if (i != cpu && (rq_i != rq->core || !core_clock_updated))
5985                         update_rq_clock(rq_i);
5986
5987                 p = rq_i->core_pick = pick_task(rq_i);
5988                 if (!max || prio_less(max, p, fi_before))
5989                         max = p;
5990         }
5991
5992         cookie = rq->core->core_cookie = max->core_cookie;
5993
5994         /*
5995          * For each thread: try and find a runnable task that matches @max or
5996          * force idle.
5997          */
5998         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5999                 rq_i = cpu_rq(i);
6000                 p = rq_i->core_pick;
6001
6002                 if (!cookie_equals(p, cookie)) {
6003                         p = NULL;
6004                         if (cookie)
6005                                 p = sched_core_find(rq_i, cookie);
6006                         if (!p)
6007                                 p = idle_sched_class.pick_task(rq_i);
6008                 }
6009
6010                 rq_i->core_pick = p;
6011
6012                 if (p == rq_i->idle) {
6013                         if (rq_i->nr_running) {
6014                                 rq->core->core_forceidle_count++;
6015                                 if (!fi_before)
6016                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
6017                         }
6018                 } else {
6019                         occ++;
6020                 }
6021         }
6022
6023         if (schedstat_enabled() && rq->core->core_forceidle_count) {
6024                 rq->core->core_forceidle_start = rq_clock(rq->core);
6025                 rq->core->core_forceidle_occupation = occ;
6026         }
6027
6028         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
6029         next = rq->core_pick;
6030         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
6031
6032         /* Something should have been selected for current CPU */
6033         WARN_ON_ONCE(!next);
6034
6035         /*
6036          * Reschedule siblings
6037          *
6038          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
6039          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
6040          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
6041          * non-matching user state.
6042          */
6043         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6044                 rq_i = cpu_rq(i);
6045
6046                 /*
6047                  * An online sibling might have gone offline before a task
6048                  * could be picked for it, or it might be offline but later
6049                  * happen to come online, but its too late and nothing was
6050                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
6051                  * so ignore it.
6052                  */
6053                 if (!rq_i->core_pick)
6054                         continue;
6055
6056                 /*
6057                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
6058                  * fi_before     fi      update?
6059                  *  0            0       1
6060                  *  0            1       1
6061                  *  1            0       1
6062                  *  1            1       0
6063                  */
6064                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle_count))
6065                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, !!rq->core->core_forceidle_count);
6066
6067                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
6068
6069                 if (i == cpu) {
6070                         rq_i->core_pick = NULL;
6071                         continue;
6072                 }
6073
6074                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
6075                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
6076
6077                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
6078                         rq_i->core_pick = NULL;
6079                         continue;
6080                 }
6081
6082                 resched_curr(rq_i);
6083         }
6084
6085 out_set_next:
6086         set_next_task(rq, next);
6087 out:
6088         if (rq->core->core_forceidle_count && next == rq->idle)
6089                 queue_core_balance(rq);
6090
6091         return next;
6092 }
6093
6094 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
6095 {
6096         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
6097         struct task_struct *p;
6098         unsigned long cookie;
6099         bool success = false;
6100
6101         local_irq_disable();
6102         double_rq_lock(dst, src);
6103
6104         cookie = dst->core->core_cookie;
6105         if (!cookie)
6106                 goto unlock;
6107
6108         if (dst->curr != dst->idle)
6109                 goto unlock;
6110
6111         p = sched_core_find(src, cookie);
6112         if (p == src->idle)
6113                 goto unlock;
6114
6115         do {
6116                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
6117                         goto next;
6118
6119                 if (!is_cpu_allowed(p, this))
6120                         goto next;
6121
6122                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
6123                         goto next;
6124
6125                 deactivate_task(src, p, 0);
6126                 set_task_cpu(p, this);
6127                 activate_task(dst, p, 0);
6128
6129                 resched_curr(dst);
6130
6131                 success = true;
6132                 break;
6133
6134 next:
6135                 p = sched_core_next(p, cookie);
6136         } while (p);
6137
6138 unlock:
6139         double_rq_unlock(dst, src);
6140         local_irq_enable();
6141
6142         return success;
6143 }
6144
6145 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
6146 {
6147         int i;
6148
6149         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
6150                 if (i == cpu)
6151                         continue;
6152
6153                 if (need_resched())
6154                         break;
6155
6156                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
6157                         return true;
6158         }
6159
6160         return false;
6161 }
6162
6163 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
6164 {
6165         struct sched_domain *sd;
6166         int cpu = cpu_of(rq);
6167
6168         preempt_disable();
6169         rcu_read_lock();
6170         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6171         for_each_domain(cpu, sd) {
6172                 if (need_resched())
6173                         break;
6174
6175                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
6176                         break;
6177         }
6178         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
6179         rcu_read_unlock();
6180         preempt_enable();
6181 }
6182
6183 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
6184
6185 static void queue_core_balance(struct rq *rq)
6186 {
6187         if (!sched_core_enabled(rq))
6188                 return;
6189
6190         if (!rq->core->core_cookie)
6191                 return;
6192
6193         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
6194                 return;
6195
6196         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
6197 }
6198
6199 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
6200 {
6201         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6202         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6203         unsigned long flags;
6204         int t;
6205
6206         sched_core_lock(cpu, &flags);
6207
6208         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6209
6210         /* if we're the first, we'll be our own leader */
6211         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
6212                 goto unlock;
6213
6214         /* find the leader */
6215         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6216                 if (t == cpu)
6217                         continue;
6218                 rq = cpu_rq(t);
6219                 if (rq->core == rq) {
6220                         core_rq = rq;
6221                         break;
6222                 }
6223         }
6224
6225         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
6226                 goto unlock;
6227
6228         /* install and validate core_rq */
6229         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6230                 rq = cpu_rq(t);
6231
6232                 if (t == cpu)
6233                         rq->core = core_rq;
6234
6235                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
6236         }
6237
6238 unlock:
6239         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6240 }
6241
6242 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6243 {
6244         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6245         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6246         unsigned long flags;
6247         int t;
6248
6249         sched_core_lock(cpu, &flags);
6250
6251         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6252         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6253                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6254                 goto unlock;
6255         }
6256
6257         /* if we're not the leader, nothing to do */
6258         if (rq->core != rq)
6259                 goto unlock;
6260
6261         /* find a new leader */
6262         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6263                 if (t == cpu)
6264                         continue;
6265                 core_rq = cpu_rq(t);
6266                 break;
6267         }
6268
6269         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6270                 goto unlock;
6271
6272         /* copy the shared state to the new leader */
6273         core_rq->core_task_seq             = rq->core_task_seq;
6274         core_rq->core_pick_seq             = rq->core_pick_seq;
6275         core_rq->core_cookie               = rq->core_cookie;
6276         core_rq->core_forceidle_count      = rq->core_forceidle_count;
6277         core_rq->core_forceidle_seq        = rq->core_forceidle_seq;
6278         core_rq->core_forceidle_occupation = rq->core_forceidle_occupation;
6279
6280         /*
6281          * Accounting edge for forced idle is handled in pick_next_task().
6282          * Don't need another one here, since the hotplug thread shouldn't
6283          * have a cookie.
6284          */
6285         core_rq->core_forceidle_start = 0;
6286
6287         /* install new leader */
6288         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6289                 rq = cpu_rq(t);
6290                 rq->core = core_rq;
6291         }
6292
6293 unlock:
6294         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6295 }
6296
6297 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6298 {
6299         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6300
6301         if (rq->core != rq)
6302                 rq->core = rq;
6303 }
6304
6305 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6306
6307 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6308 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6309 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6310
6311 static struct task_struct *
6312 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6313 {
6314         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6315 }
6316
6317 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6318
6319 /*
6320  * Constants for the sched_mode argument of __schedule().
6321  *
6322  * The mode argument allows RT enabled kernels to differentiate a
6323  * preemption from blocking on an 'sleeping' spin/rwlock. Note that
6324  * SM_MASK_PREEMPT for !RT has all bits set, which allows the compiler to
6325  * optimize the AND operation out and just check for zero.
6326  */
6327 #define SM_NONE                 0x0
6328 #define SM_PREEMPT              0x1
6329 #define SM_RTLOCK_WAIT          0x2
6330
6331 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
6332 # define SM_MASK_PREEMPT        (~0U)
6333 #else
6334 # define SM_MASK_PREEMPT        SM_PREEMPT
6335 #endif
6336
6337 /*
6338  * __schedule() is the main scheduler function.
6339  *
6340  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6341  *
6342  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6343  *
6344  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6345  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6346  *
6347  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6348  *      interrupt handler scheduler_tick().
6349  *
6350  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6351  *      task to the run-queue and that's it.
6352  *
6353  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6354  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6355  *      called on the nearest possible occasion:
6356  *
6357  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6358  *
6359  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6360  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6361  *           spin_unlock()!)
6362  *
6363  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6364  *           preemptible context
6365  *
6366  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6367  *         then at the next:
6368  *
6369  *          - cond_resched() call
6370  *          - explicit schedule() call
6371  *          - return from syscall or exception to user-space
6372  *          - return from interrupt-handler to user-space
6373  *
6374  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6375  */
6376 static void __sched notrace __schedule(unsigned int sched_mode)
6377 {
6378         struct task_struct *prev, *next;
6379         unsigned long *switch_count;
6380         unsigned long prev_state;
6381         struct rq_flags rf;
6382         struct rq *rq;
6383         int cpu;
6384
6385         cpu = smp_processor_id();
6386         rq = cpu_rq(cpu);
6387         prev = rq->curr;
6388
6389         schedule_debug(prev, !!sched_mode);
6390
6391         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6392                 hrtick_clear(rq);
6393
6394         local_irq_disable();
6395         rcu_note_context_switch(!!sched_mode);
6396
6397         /*
6398          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6399          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6400          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6401          *
6402          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6403          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6404          *                                        wake_up_state(p, state)
6405          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6406          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6407          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6408          *
6409          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6410          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6411          */
6412         rq_lock(rq, &rf);
6413         smp_mb__after_spinlock();
6414
6415         /* Promote REQ to ACT */
6416         rq->clock_update_flags <<= 1;
6417         update_rq_clock(rq);
6418
6419         switch_count = &prev->nivcsw;
6420
6421         /*
6422          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6423          * that we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6424          */
6425         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6426         if (!(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT) && prev_state) {
6427                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6428                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6429                 } else {
6430                         prev->sched_contributes_to_load =
6431                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6432                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6433                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
6434
6435                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6436                                 rq->nr_uninterruptible++;
6437
6438                         /*
6439                          * __schedule()                 ttwu()
6440                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6441                          *   if (prev_state)                goto out;
6442                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6443                          *                                p->state = TASK_WAKING
6444                          *
6445                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6446                          *
6447                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6448                          */
6449                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6450
6451                         if (prev->in_iowait) {
6452                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6453                                 delayacct_blkio_start();
6454                         }
6455                 }
6456                 switch_count = &prev->nvcsw;
6457         }
6458
6459         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6460         clear_tsk_need_resched(prev);
6461         clear_preempt_need_resched();
6462 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6463         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6464 #endif
6465
6466         if (likely(prev != next)) {
6467                 rq->nr_switches++;
6468                 /*
6469                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6470                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6471                  */
6472                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6473                 /*
6474                  * The membarrier system call requires each architecture
6475                  * to have a full memory barrier after updating
6476                  * rq->curr, before returning to user-space.
6477                  *
6478                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6479                  * various architectures:
6480                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6481                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6482                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6483                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6484                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6485                  *   is a RELEASE barrier),
6486                  */
6487                 ++*switch_count;
6488
6489                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6490                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6491
6492                 trace_sched_switch(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT, prev, next, prev_state);
6493
6494                 /* Also unlocks the rq: */
6495                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6496         } else {
6497                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6498
6499                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6500                 __balance_callbacks(rq);
6501                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6502         }
6503 }
6504
6505 void __noreturn do_task_dead(void)
6506 {
6507         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6508         set_special_state(TASK_DEAD);
6509
6510         /* Tell freezer to ignore us: */
6511         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6512
6513         __schedule(SM_NONE);
6514         BUG();
6515
6516         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6517         for (;;)
6518                 cpu_relax();
6519 }
6520
6521 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6522 {
6523         unsigned int task_flags;
6524
6525         if (task_is_running(tsk))
6526                 return;
6527
6528         task_flags = tsk->flags;
6529         /*
6530          * If a worker goes to sleep, notify and ask workqueue whether it
6531          * wants to wake up a task to maintain concurrency.
6532          */
6533         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6534                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6535                         wq_worker_sleeping(tsk);
6536                 else
6537                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6538         }
6539
6540         /*
6541          * spinlock and rwlock must not flush block requests.  This will
6542          * deadlock if the callback attempts to acquire a lock which is
6543          * already acquired.
6544          */
6545         SCHED_WARN_ON(current->__state & TASK_RTLOCK_WAIT);
6546
6547         /*
6548          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6549          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6550          */
6551         blk_flush_plug(tsk->plug, true);
6552 }
6553
6554 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6555 {
6556         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6557                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6558                         wq_worker_running(tsk);
6559                 else
6560                         io_wq_worker_running(tsk);
6561         }
6562 }
6563
6564 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6565 {
6566         struct task_struct *tsk = current;
6567
6568         sched_submit_work(tsk);
6569         do {
6570                 preempt_disable();
6571                 __schedule(SM_NONE);
6572                 sched_preempt_enable_no_resched();
6573         } while (need_resched());
6574         sched_update_worker(tsk);
6575 }
6576 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6577
6578 /*
6579  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6580  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6581  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6582  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6583  * (schedule out non-voluntarily).
6584  *
6585  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6586  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6587  */
6588 void __sched schedule_idle(void)
6589 {
6590         /*
6591          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6592          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6593          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6594          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6595          * TASK_RUNNING state.
6596          */
6597         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6598         do {
6599                 __schedule(SM_NONE);
6600         } while (need_resched());
6601 }
6602
6603 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING_USER) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_USER_OFFSTACK)
6604 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6605 {
6606         /*
6607          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6608          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6609          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6610          * we find a better solution.
6611          *
6612          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6613          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6614          * too frequently to make sense yet.
6615          */
6616         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6617         schedule();
6618         exception_exit(prev_state);
6619 }
6620 #endif
6621
6622 /**
6623  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6624  *
6625  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6626  */
6627 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6628 {
6629         sched_preempt_enable_no_resched();
6630         schedule();
6631         preempt_disable();
6632 }
6633
6634 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
6635 void __sched notrace schedule_rtlock(void)
6636 {
6637         do {
6638                 preempt_disable();
6639                 __schedule(SM_RTLOCK_WAIT);
6640                 sched_preempt_enable_no_resched();
6641         } while (need_resched());
6642 }
6643 NOKPROBE_SYMBOL(schedule_rtlock);
6644 #endif
6645
6646 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6647 {
6648         do {
6649                 /*
6650                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6651                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6652                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6653                  * by the function tracer will call this function again and
6654                  * cause infinite recursion.
6655                  *
6656                  * Preemption must be disabled here before the function
6657                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6658                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6659                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6660                  * which can also be traced by the function tracer.
6661                  */
6662                 preempt_disable_notrace();
6663                 preempt_latency_start(1);
6664                 __schedule(SM_PREEMPT);
6665                 preempt_latency_stop(1);
6666                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6667
6668                 /*
6669                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6670                  * between schedule and now.
6671                  */
6672         } while (need_resched());
6673 }
6674
6675 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6676 /*
6677  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6678  * off of preempt_enable.
6679  */
6680 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6681 {
6682         /*
6683          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6684          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6685          */
6686         if (likely(!preemptible()))
6687                 return;
6688         preempt_schedule_common();
6689 }
6690 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6691 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6692
6693 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6694 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6695 #ifndef preempt_schedule_dynamic_enabled
6696 #define preempt_schedule_dynamic_enabled        preempt_schedule
6697 #define preempt_schedule_dynamic_disabled       NULL
6698 #endif
6699 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, preempt_schedule_dynamic_enabled);
6700 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6701 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6702 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule);
6703 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule(void)
6704 {
6705         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule))
6706                 return;
6707         preempt_schedule();
6708 }
6709 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6710 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6711 #endif
6712 #endif
6713
6714 /**
6715  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6716  *
6717  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6718  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6719  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6720  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6721  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6722  * to be called when the system is still in usermode.
6723  *
6724  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6725  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6726  * calling the scheduler.
6727  */
6728 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6729 {
6730         enum ctx_state prev_ctx;
6731
6732         if (likely(!preemptible()))
6733                 return;
6734
6735         do {
6736                 /*
6737                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6738                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6739                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6740                  * by the function tracer will call this function again and
6741                  * cause infinite recursion.
6742                  *
6743                  * Preemption must be disabled here before the function
6744                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6745                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6746                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6747                  * which can also be traced by the function tracer.
6748                  */
6749                 preempt_disable_notrace();
6750                 preempt_latency_start(1);
6751                 /*
6752                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6753                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6754                  * an infinite recursion.
6755                  */
6756                 prev_ctx = exception_enter();
6757                 __schedule(SM_PREEMPT);
6758                 exception_exit(prev_ctx);
6759
6760                 preempt_latency_stop(1);
6761                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6762         } while (need_resched());
6763 }
6764 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6765
6766 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6767 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6768 #ifndef preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled
6769 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled        preempt_schedule_notrace
6770 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_disabled       NULL
6771 #endif
6772 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled);
6773 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6774 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6775 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule_notrace);
6776 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule_notrace(void)
6777 {
6778         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule_notrace))
6779                 return;
6780         preempt_schedule_notrace();
6781 }
6782 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6783 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6784 #endif
6785 #endif
6786
6787 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6788
6789 /*
6790  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6791  * off of irq context.
6792  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6793  * protect us against recursive calling from irq.
6794  */
6795 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6796 {
6797         enum ctx_state prev_state;
6798
6799         /* Catch callers which need to be fixed */
6800         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6801
6802         prev_state = exception_enter();
6803
6804         do {
6805                 preempt_disable();
6806                 local_irq_enable();
6807                 __schedule(SM_PREEMPT);
6808                 local_irq_disable();
6809                 sched_preempt_enable_no_resched();
6810         } while (need_resched());
6811
6812         exception_exit(prev_state);
6813 }
6814
6815 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6816                           void *key)
6817 {
6818         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6819         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6820 }
6821 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6822
6823 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6824 {
6825         if (dl_prio(prio))
6826                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6827         else if (rt_prio(prio))
6828                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6829         else
6830                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6831
6832         p->prio = prio;
6833 }
6834
6835 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6836
6837 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6838 {
6839         if (pi_task)
6840                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6841
6842         return prio;
6843 }
6844
6845 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6846 {
6847         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6848
6849         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6850 }
6851
6852 /*
6853  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6854  * @p: task to boost
6855  * @pi_task: donor task
6856  *
6857  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6858  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6859  *
6860  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6861  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6862  */
6863 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6864 {
6865         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6866                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6867         const struct sched_class *prev_class;
6868         struct rq_flags rf;
6869         struct rq *rq;
6870
6871         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6872         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6873
6874         /*
6875          * If nothing changed; bail early.
6876          */
6877         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6878                 return;
6879
6880         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6881         update_rq_clock(rq);
6882         /*
6883          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6884          * either lock.
6885          *
6886          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6887          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6888          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6889          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6890          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6891          */
6892         p->pi_top_task = pi_task;
6893
6894         /*
6895          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6896          */
6897         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6898                 goto out_unlock;
6899
6900         /*
6901          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6902          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6903          *
6904          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6905          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6906          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6907          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6908          * with interrupts disabled and will complete the lock
6909          * protected section without being interrupted. So there is no
6910          * real need to boost.
6911          */
6912         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6913                 WARN_ON(p != rq->curr);
6914                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6915                 goto out_unlock;
6916         }
6917
6918         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6919         oldprio = p->prio;
6920
6921         if (oldprio == prio)
6922                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6923
6924         prev_class = p->sched_class;
6925         queued = task_on_rq_queued(p);
6926         running = task_current(rq, p);
6927         if (queued)
6928                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6929         if (running)
6930                 put_prev_task(rq, p);
6931
6932         /*
6933          * Boosting condition are:
6934          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6935          *      --> -dl task blocks on mutex A
6936          *
6937          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6938          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6939          *          running task
6940          */
6941         if (dl_prio(prio)) {
6942                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6943                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6944                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6945                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6946                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6947                 } else {
6948                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6949                 }
6950         } else if (rt_prio(prio)) {
6951                 if (dl_prio(oldprio))
6952                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6953                 if (oldprio < prio)
6954                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6955         } else {
6956                 if (dl_prio(oldprio))
6957                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6958                 if (rt_prio(oldprio))
6959                         p->rt.timeout = 0;
6960         }
6961
6962         __setscheduler_prio(p, prio);
6963
6964         if (queued)
6965                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6966         if (running)
6967                 set_next_task(rq, p);
6968
6969         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6970 out_unlock:
6971         /* Avoid rq from going away on us: */
6972         preempt_disable();
6973
6974         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6975         __balance_callbacks(rq);
6976         raw_spin_rq_unlock(rq);
6977
6978         preempt_enable();
6979 }
6980 #else
6981 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6982 {
6983         return prio;
6984 }
6985 #endif
6986
6987 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6988 {
6989         bool queued, running;
6990         int old_prio;
6991         struct rq_flags rf;
6992         struct rq *rq;
6993
6994         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6995                 return;
6996         /*
6997          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6998          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6999          */
7000         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7001         update_rq_clock(rq);
7002
7003         /*
7004          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
7005          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
7006          * it won't have any effect on scheduling until the task is
7007          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
7008          */
7009         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
7010                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7011                 goto out_unlock;
7012         }
7013         queued = task_on_rq_queued(p);
7014         running = task_current(rq, p);
7015         if (queued)
7016                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
7017         if (running)
7018                 put_prev_task(rq, p);
7019
7020         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7021         set_load_weight(p, true);
7022         old_prio = p->prio;
7023         p->prio = effective_prio(p);
7024
7025         if (queued)
7026                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
7027         if (running)
7028                 set_next_task(rq, p);
7029
7030         /*
7031          * If the task increased its priority or is running and
7032          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
7033          */
7034         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
7035
7036 out_unlock:
7037         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7038 }
7039 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
7040
7041 /*
7042  * is_nice_reduction - check if nice value is an actual reduction
7043  *
7044  * Similar to can_nice() but does not perform a capability check.
7045  *
7046  * @p: task
7047  * @nice: nice value
7048  */
7049 static bool is_nice_reduction(const struct task_struct *p, const int nice)
7050 {
7051         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
7052         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
7053
7054         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE));
7055 }
7056
7057 /*
7058  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
7059  * @p: task
7060  * @nice: nice value
7061  */
7062 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
7063 {
7064         return is_nice_reduction(p, nice) || capable(CAP_SYS_NICE);
7065 }
7066
7067 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
7068
7069 /*
7070  * sys_nice - change the priority of the current process.
7071  * @increment: priority increment
7072  *
7073  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
7074  * does similar things.
7075  */
7076 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
7077 {
7078         long nice, retval;
7079
7080         /*
7081          * Setpriority might change our priority at the same moment.
7082          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
7083          * and we have a single winner.
7084          */
7085         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
7086         nice = task_nice(current) + increment;
7087
7088         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7089         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
7090                 return -EPERM;
7091
7092         retval = security_task_setnice(current, nice);
7093         if (retval)
7094                 return retval;
7095
7096         set_user_nice(current, nice);
7097         return 0;
7098 }
7099
7100 #endif
7101
7102 /**
7103  * task_prio - return the priority value of a given task.
7104  * @p: the task in question.
7105  *
7106  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
7107  *
7108  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
7109  *
7110  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
7111  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
7112  * deadline                     -101             -1           0
7113  */
7114 int task_prio(const struct task_struct *p)
7115 {
7116         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
7117 }
7118
7119 /**
7120  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
7121  * @cpu: the processor in question.
7122  *
7123  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7124  */
7125 int idle_cpu(int cpu)
7126 {
7127         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7128
7129         if (rq->curr != rq->idle)
7130                 return 0;
7131
7132         if (rq->nr_running)
7133                 return 0;
7134
7135 #ifdef CONFIG_SMP
7136         if (rq->ttwu_pending)
7137                 return 0;
7138 #endif
7139
7140         return 1;
7141 }
7142
7143 /**
7144  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
7145  * @cpu: the CPU in question.
7146  *
7147  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7148  */
7149 int available_idle_cpu(int cpu)
7150 {
7151         if (!idle_cpu(cpu))
7152                 return 0;
7153
7154         if (vcpu_is_preempted(cpu))
7155                 return 0;
7156
7157         return 1;
7158 }
7159
7160 /**
7161  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
7162  * @cpu: the processor in question.
7163  *
7164  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
7165  */
7166 struct task_struct *idle_task(int cpu)
7167 {
7168         return cpu_rq(cpu)->idle;
7169 }
7170
7171 #ifdef CONFIG_SMP
7172 /*
7173  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
7174  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
7175  *
7176  * The scheduler tracks the following metrics:
7177  *
7178  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
7179  *   cpu_bw_dl()
7180  *
7181  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
7182  * synchronized windows and are thus directly comparable.
7183  *
7184  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
7185  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
7186  * in the irq utilization.
7187  *
7188  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
7189  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
7190  * required to meet deadlines.
7191  */
7192 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
7193                                  enum cpu_util_type type,
7194                                  struct task_struct *p)
7195 {
7196         unsigned long dl_util, util, irq, max;
7197         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7198
7199         max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7200
7201         if (!uclamp_is_used() &&
7202             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
7203                 return max;
7204         }
7205
7206         /*
7207          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
7208          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7209          * update_irq_load_avg().
7210          */
7211         irq = cpu_util_irq(rq);
7212         if (unlikely(irq >= max))
7213                 return max;
7214
7215         /*
7216          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7217          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7218          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7219          * to obtain the CPU's actual utilization.
7220          *
7221          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7222          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7223          * tasks.
7224          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7225          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7226          */
7227         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7228         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7229                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7230
7231         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7232
7233         /*
7234          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7235          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7236          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7237          * that we select f_max when there is no idle time.
7238          *
7239          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7240          * saturation when we should -- something for later.
7241          */
7242         if (util + dl_util >= max)
7243                 return max;
7244
7245         /*
7246          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7247          * include util_dl and ignore dl_bw.
7248          */
7249         if (type == ENERGY_UTIL)
7250                 util += dl_util;
7251
7252         /*
7253          * There is still idle time; further improve the number by using the
7254          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7255          * need to scale the task numbers:
7256          *
7257          *              max - irq
7258          *   U' = irq + --------- * U
7259          *                 max
7260          */
7261         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7262         util += irq;
7263
7264         /*
7265          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7266          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7267          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7268          * periods of time.
7269          *
7270          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7271          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7272          * an interface. So, we only do the latter for now.
7273          */
7274         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7275                 util += cpu_bw_dl(rq);
7276
7277         return min(max, util);
7278 }
7279
7280 unsigned long sched_cpu_util(int cpu)
7281 {
7282         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu), ENERGY_UTIL, NULL);
7283 }
7284 #endif /* CONFIG_SMP */
7285
7286 /**
7287  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7288  * @pid: the pid in question.
7289  *
7290  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7291  */
7292 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7293 {
7294         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7295 }
7296
7297 /*
7298  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7299  * it calls know not to change it.
7300  */
7301 #define SETPARAM_POLICY -1
7302
7303 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7304                 const struct sched_attr *attr)
7305 {
7306         int policy = attr->sched_policy;
7307
7308         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7309                 policy = p->policy;
7310
7311         p->policy = policy;
7312
7313         if (dl_policy(policy))
7314                 __setparam_dl(p, attr);
7315         else if (fair_policy(policy))
7316                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7317
7318         /*
7319          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7320          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7321          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7322          */
7323         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7324         p->normal_prio = normal_prio(p);
7325         set_load_weight(p, true);
7326 }
7327
7328 /*
7329  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7330  */
7331 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7332 {
7333         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7334         bool match;
7335
7336         rcu_read_lock();
7337         pcred = __task_cred(p);
7338         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7339                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7340         rcu_read_unlock();
7341         return match;
7342 }
7343
7344 /*
7345  * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority.
7346  * Only issue a capable test if needed and only once to avoid an audit
7347  * event on permitted non-privileged operations:
7348  */
7349 static int user_check_sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7350                                          const struct sched_attr *attr,
7351                                          int policy, int reset_on_fork)
7352 {
7353         if (fair_policy(policy)) {
7354                 if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7355                     !is_nice_reduction(p, attr->sched_nice))
7356                         goto req_priv;
7357         }
7358
7359         if (rt_policy(policy)) {
7360                 unsigned long rlim_rtprio = task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7361
7362                 /* Can't set/change the rt policy: */
7363                 if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7364                         goto req_priv;
7365
7366                 /* Can't increase priority: */
7367                 if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7368                     attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7369                         goto req_priv;
7370         }
7371
7372         /*
7373          * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7374          * (safest behavior); in the future we would like to allow
7375          * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7376          * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7377          */
7378         if (dl_policy(policy))
7379                 goto req_priv;
7380
7381         /*
7382          * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7383          * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7384          */
7385         if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7386                 if (!is_nice_reduction(p, task_nice(p)))
7387                         goto req_priv;
7388         }
7389
7390         /* Can't change other user's priorities: */
7391         if (!check_same_owner(p))
7392                 goto req_priv;
7393
7394         /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7395         if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7396                 goto req_priv;
7397
7398         return 0;
7399
7400 req_priv:
7401         if (!capable(CAP_SYS_NICE))
7402                 return -EPERM;
7403
7404         return 0;
7405 }
7406
7407 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7408                                 const struct sched_attr *attr,
7409                                 bool user, bool pi)
7410 {
7411         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7412         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7413         const struct sched_class *prev_class;
7414         struct callback_head *head;
7415         struct rq_flags rf;
7416         int reset_on_fork;
7417         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7418         struct rq *rq;
7419
7420         /* The pi code expects interrupts enabled */
7421         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7422 recheck:
7423         /* Double check policy once rq lock held: */
7424         if (policy < 0) {
7425                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7426                 policy = oldpolicy = p->policy;
7427         } else {
7428                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7429
7430                 if (!valid_policy(policy))
7431                         return -EINVAL;
7432         }
7433
7434         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7435                 return -EINVAL;
7436
7437         /*
7438          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7439          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7440          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7441          */
7442         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7443                 return -EINVAL;
7444         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7445             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7446                 return -EINVAL;
7447
7448         if (user) {
7449                 retval = user_check_sched_setscheduler(p, attr, policy, reset_on_fork);
7450                 if (retval)
7451                         return retval;
7452
7453                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7454                         return -EINVAL;
7455
7456                 retval = security_task_setscheduler(p);
7457                 if (retval)
7458                         return retval;
7459         }
7460
7461         /* Update task specific "requested" clamps */
7462         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7463                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7464                 if (retval)
7465                         return retval;
7466         }
7467
7468         if (pi)
7469                 cpuset_read_lock();
7470
7471         /*
7472          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7473          * changing the priority of the task:
7474          *
7475          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7476          * runqueue lock must be held.
7477          */
7478         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7479         update_rq_clock(rq);
7480
7481         /*
7482          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7483          */
7484         if (p == rq->stop) {
7485                 retval = -EINVAL;
7486                 goto unlock;
7487         }
7488
7489         /*
7490          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7491          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7492          */
7493         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7494                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7495                         goto change;
7496                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7497                         goto change;
7498                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7499                         goto change;
7500                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7501                         goto change;
7502
7503                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7504                 retval = 0;
7505                 goto unlock;
7506         }
7507 change:
7508
7509         if (user) {
7510 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7511                 /*
7512                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7513                  * assigned.
7514                  */
7515                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7516                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7517                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7518                         retval = -EPERM;
7519                         goto unlock;
7520                 }
7521 #endif
7522 #ifdef CONFIG_SMP
7523                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7524                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7525                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7526
7527                         /*
7528                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7529                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7530                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7531                          */
7532                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7533                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7534                                 retval = -EPERM;
7535                                 goto unlock;
7536                         }
7537                 }
7538 #endif
7539         }
7540
7541         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7542         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7543                 policy = oldpolicy = -1;
7544                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7545                 if (pi)
7546                         cpuset_read_unlock();
7547                 goto recheck;
7548         }
7549
7550         /*
7551          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7552          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7553          * is available.
7554          */
7555         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7556                 retval = -EBUSY;
7557                 goto unlock;
7558         }
7559
7560         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7561         oldprio = p->prio;
7562
7563         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7564         if (pi) {
7565                 /*
7566                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7567                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7568                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7569                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7570                  * itself.
7571                  */
7572                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7573                 if (newprio == oldprio)
7574                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7575         }
7576
7577         queued = task_on_rq_queued(p);
7578         running = task_current(rq, p);
7579         if (queued)
7580                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7581         if (running)
7582                 put_prev_task(rq, p);
7583
7584         prev_class = p->sched_class;
7585
7586         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7587                 __setscheduler_params(p, attr);
7588                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7589         }
7590         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7591
7592         if (queued) {
7593                 /*
7594                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7595                  * increased (user space view).
7596                  */
7597                 if (oldprio < p->prio)
7598                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7599
7600                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7601         }
7602         if (running)
7603                 set_next_task(rq, p);
7604
7605         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7606
7607         /* Avoid rq from going away on us: */
7608         preempt_disable();
7609         head = splice_balance_callbacks(rq);
7610         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7611
7612         if (pi) {
7613                 cpuset_read_unlock();
7614                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7615         }
7616
7617         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7618         balance_callbacks(rq, head);
7619         preempt_enable();
7620
7621         return 0;
7622
7623 unlock:
7624         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7625         if (pi)
7626                 cpuset_read_unlock();
7627         return retval;
7628 }
7629
7630 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7631                                const struct sched_param *param, bool check)
7632 {
7633         struct sched_attr attr = {
7634                 .sched_policy   = policy,
7635                 .sched_priority = param->sched_priority,
7636                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7637         };
7638
7639         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7640         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7641                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7642                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7643                 attr.sched_policy = policy;
7644         }
7645
7646         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7647 }
7648 /**
7649  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7650  * @p: the task in question.
7651  * @policy: new policy.
7652  * @param: structure containing the new RT priority.
7653  *
7654  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7655  *
7656  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7657  *
7658  * NOTE that the task may be already dead.
7659  */
7660 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7661                        const struct sched_param *param)
7662 {
7663         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7664 }
7665
7666 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7667 {
7668         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7669 }
7670
7671 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7672 {
7673         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7674 }
7675 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7676
7677 /**
7678  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7679  * @p: the task in question.
7680  * @policy: new policy.
7681  * @param: structure containing the new RT priority.
7682  *
7683  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7684  * current context has permission.  For example, this is needed in
7685  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7686  * but our caller might not have that capability.
7687  *
7688  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7689  */
7690 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7691                                const struct sched_param *param)
7692 {
7693         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7694 }
7695
7696 /*
7697  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7698  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7699  * be doing.
7700  *
7701  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7702  *
7703  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7704  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7705  * and smash them together and still expect them to work.
7706  *
7707  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7708  *
7709  *   MAX_RT_PRIO / 2
7710  *
7711  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7712  * know enough information to make a sensible choice.
7713  */
7714 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7715 {
7716         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7717         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7718 }
7719 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7720
7721 /*
7722  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7723  */
7724 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7725 {
7726         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7727         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7728 }
7729 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7730
7731 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7732 {
7733         struct sched_attr attr = {
7734                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7735                 .sched_nice = nice,
7736         };
7737         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7738 }
7739 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7740
7741 static int
7742 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7743 {
7744         struct sched_param lparam;
7745         struct task_struct *p;
7746         int retval;
7747
7748         if (!param || pid < 0)
7749                 return -EINVAL;
7750         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7751                 return -EFAULT;
7752
7753         rcu_read_lock();
7754         retval = -ESRCH;
7755         p = find_process_by_pid(pid);
7756         if (likely(p))
7757                 get_task_struct(p);
7758         rcu_read_unlock();
7759
7760         if (likely(p)) {
7761                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7762                 put_task_struct(p);
7763         }
7764
7765         return retval;
7766 }
7767
7768 /*
7769  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7770  */
7771 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7772 {
7773         u32 size;
7774         int ret;
7775
7776         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7777         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7778
7779         ret = get_user(size, &uattr->size);
7780         if (ret)
7781                 return ret;
7782
7783         /* ABI compatibility quirk: */
7784         if (!size)
7785                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7786         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7787                 goto err_size;
7788
7789         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7790         if (ret) {
7791                 if (ret == -E2BIG)
7792                         goto err_size;
7793                 return ret;
7794         }
7795
7796         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7797             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7798                 return -EINVAL;
7799
7800         /*
7801          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7802          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7803          */
7804         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7805
7806         return 0;
7807
7808 err_size:
7809         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7810         return -E2BIG;
7811 }
7812
7813 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
7814 {
7815         if (task_has_dl_policy(p))
7816                 __getparam_dl(p, attr);
7817         else if (task_has_rt_policy(p))
7818                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
7819         else
7820                 attr->sched_nice = task_nice(p);
7821 }
7822
7823 /**
7824  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7825  * @pid: the pid in question.
7826  * @policy: new policy.
7827  * @param: structure containing the new RT priority.
7828  *
7829  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7830  */
7831 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7832 {
7833         if (policy < 0)
7834                 return -EINVAL;
7835
7836         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7837 }
7838
7839 /**
7840  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7841  * @pid: the pid in question.
7842  * @param: structure containing the new RT priority.
7843  *
7844  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7845  */
7846 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7847 {
7848         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7849 }
7850
7851 /**
7852  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7853  * @pid: the pid in question.
7854  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7855  * @flags: for future extension.
7856  */
7857 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7858                                unsigned int, flags)
7859 {
7860         struct sched_attr attr;
7861         struct task_struct *p;
7862         int retval;
7863
7864         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7865                 return -EINVAL;
7866
7867         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7868         if (retval)
7869                 return retval;
7870
7871         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7872                 return -EINVAL;
7873         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7874                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7875
7876         rcu_read_lock();
7877         retval = -ESRCH;
7878         p = find_process_by_pid(pid);
7879         if (likely(p))
7880                 get_task_struct(p);
7881         rcu_read_unlock();
7882
7883         if (likely(p)) {
7884                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
7885                         get_params(p, &attr);
7886                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7887                 put_task_struct(p);
7888         }
7889
7890         return retval;
7891 }
7892
7893 /**
7894  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7895  * @pid: the pid in question.
7896  *
7897  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7898  * code.
7899  */
7900 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7901 {
7902         struct task_struct *p;
7903         int retval;
7904
7905         if (pid < 0)
7906                 return -EINVAL;
7907
7908         retval = -ESRCH;
7909         rcu_read_lock();
7910         p = find_process_by_pid(pid);
7911         if (p) {
7912                 retval = security_task_getscheduler(p);
7913                 if (!retval)
7914                         retval = p->policy
7915                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7916         }
7917         rcu_read_unlock();
7918         return retval;
7919 }
7920
7921 /**
7922  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7923  * @pid: the pid in question.
7924  * @param: structure containing the RT priority.
7925  *
7926  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7927  * code.
7928  */
7929 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7930 {
7931         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7932         struct task_struct *p;
7933         int retval;
7934
7935         if (!param || pid < 0)
7936                 return -EINVAL;
7937
7938         rcu_read_lock();
7939         p = find_process_by_pid(pid);
7940         retval = -ESRCH;
7941         if (!p)
7942                 goto out_unlock;
7943
7944         retval = security_task_getscheduler(p);
7945         if (retval)
7946                 goto out_unlock;
7947
7948         if (task_has_rt_policy(p))
7949                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7950         rcu_read_unlock();
7951
7952         /*
7953          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7954          */
7955         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7956
7957         return retval;
7958
7959 out_unlock:
7960         rcu_read_unlock();
7961         return retval;
7962 }
7963
7964 /*
7965  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7966  * than what user-space knows about) to user-space.
7967  *
7968  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7969  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7970  * have the same size.
7971  */
7972 static int
7973 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7974                         struct sched_attr *kattr,
7975                         unsigned int usize)
7976 {
7977         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7978
7979         if (!access_ok(uattr, usize))
7980                 return -EFAULT;
7981
7982         /*
7983          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7984          *
7985          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7986          *
7987          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7988          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7989          *
7990          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7991          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7992          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7993          * which is set to ksize in this case.
7994          */
7995         kattr->size = min(usize, ksize);
7996
7997         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7998                 return -EFAULT;
7999
8000         return 0;
8001 }
8002
8003 /**
8004  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
8005  * @pid: the pid in question.
8006  * @uattr: structure containing the extended parameters.
8007  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
8008  * @flags: for future extension.
8009  */
8010 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
8011                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
8012 {
8013         struct sched_attr kattr = { };
8014         struct task_struct *p;
8015         int retval;
8016
8017         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
8018             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
8019                 return -EINVAL;
8020
8021         rcu_read_lock();
8022         p = find_process_by_pid(pid);
8023         retval = -ESRCH;
8024         if (!p)
8025                 goto out_unlock;
8026
8027         retval = security_task_getscheduler(p);
8028         if (retval)
8029                 goto out_unlock;
8030
8031         kattr.sched_policy = p->policy;
8032         if (p->sched_reset_on_fork)
8033                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
8034         get_params(p, &kattr);
8035         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
8036
8037 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
8038         /*
8039          * This could race with another potential updater, but this is fine
8040          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
8041          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
8042          */
8043         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
8044         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
8045 #endif
8046
8047         rcu_read_unlock();
8048
8049         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
8050
8051 out_unlock:
8052         rcu_read_unlock();
8053         return retval;
8054 }
8055
8056 #ifdef CONFIG_SMP
8057 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8058 {
8059         int ret = 0;
8060
8061         /*
8062          * If the task isn't a deadline task or admission control is
8063          * disabled then we don't care about affinity changes.
8064          */
8065         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
8066                 return 0;
8067
8068         /*
8069          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
8070          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
8071          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
8072          * root_domain.
8073          */
8074         rcu_read_lock();
8075         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
8076                 ret = -EBUSY;
8077         rcu_read_unlock();
8078         return ret;
8079 }
8080 #endif
8081
8082 static int
8083 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8084 {
8085         int retval;
8086         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
8087
8088         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
8089                 return -ENOMEM;
8090
8091         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
8092                 retval = -ENOMEM;
8093                 goto out_free_cpus_allowed;
8094         }
8095
8096         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8097         cpumask_and(new_mask, mask, cpus_allowed);
8098
8099         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
8100         if (retval)
8101                 goto out_free_new_mask;
8102 again:
8103         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK | SCA_USER);
8104         if (retval)
8105                 goto out_free_new_mask;
8106
8107         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8108         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
8109                 /*
8110                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
8111                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
8112                  */
8113                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8114                 goto again;
8115         }
8116
8117 out_free_new_mask:
8118         free_cpumask_var(new_mask);
8119 out_free_cpus_allowed:
8120         free_cpumask_var(cpus_allowed);
8121         return retval;
8122 }
8123
8124 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
8125 {
8126         struct task_struct *p;
8127         int retval;
8128
8129         rcu_read_lock();
8130
8131         p = find_process_by_pid(pid);
8132         if (!p) {
8133                 rcu_read_unlock();
8134                 return -ESRCH;
8135         }
8136
8137         /* Prevent p going away */
8138         get_task_struct(p);
8139         rcu_read_unlock();
8140
8141         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8142                 retval = -EINVAL;
8143                 goto out_put_task;
8144         }
8145
8146         if (!check_same_owner(p)) {
8147                 rcu_read_lock();
8148                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
8149                         rcu_read_unlock();
8150                         retval = -EPERM;
8151                         goto out_put_task;
8152                 }
8153                 rcu_read_unlock();
8154         }
8155
8156         retval = security_task_setscheduler(p);
8157         if (retval)
8158                 goto out_put_task;
8159
8160         retval = __sched_setaffinity(p, in_mask);
8161 out_put_task:
8162         put_task_struct(p);
8163         return retval;
8164 }
8165
8166 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
8167                              struct cpumask *new_mask)
8168 {
8169         if (len < cpumask_size())
8170                 cpumask_clear(new_mask);
8171         else if (len > cpumask_size())
8172                 len = cpumask_size();
8173
8174         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
8175 }
8176
8177 /**
8178  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
8179  * @pid: pid of the process
8180  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8181  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
8182  *
8183  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8184  */
8185 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8186                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8187 {
8188         cpumask_var_t new_mask;
8189         int retval;
8190
8191         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
8192                 return -ENOMEM;
8193
8194         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
8195         if (retval == 0)
8196                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
8197         free_cpumask_var(new_mask);
8198         return retval;
8199 }
8200
8201 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
8202 {
8203         struct task_struct *p;
8204         unsigned long flags;
8205         int retval;
8206
8207         rcu_read_lock();
8208
8209         retval = -ESRCH;
8210         p = find_process_by_pid(pid);
8211         if (!p)
8212                 goto out_unlock;
8213
8214         retval = security_task_getscheduler(p);
8215         if (retval)
8216                 goto out_unlock;
8217
8218         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
8219         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
8220         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
8221
8222 out_unlock:
8223         rcu_read_unlock();
8224
8225         return retval;
8226 }
8227
8228 /**
8229  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8230  * @pid: pid of the process
8231  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8232  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8233  *
8234  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8235  * error code otherwise.
8236  */
8237 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8238                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8239 {
8240         int ret;
8241         cpumask_var_t mask;
8242
8243         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8244                 return -EINVAL;
8245         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8246                 return -EINVAL;
8247
8248         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8249                 return -ENOMEM;
8250
8251         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8252         if (ret == 0) {
8253                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8254
8255                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
8256                         ret = -EFAULT;
8257                 else
8258                         ret = retlen;
8259         }
8260         free_cpumask_var(mask);
8261
8262         return ret;
8263 }
8264
8265 static void do_sched_yield(void)
8266 {
8267         struct rq_flags rf;
8268         struct rq *rq;
8269
8270         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8271
8272         schedstat_inc(rq->yld_count);
8273         current->sched_class->yield_task(rq);
8274
8275         preempt_disable();
8276         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8277         sched_preempt_enable_no_resched();
8278
8279         schedule();
8280 }
8281
8282 /**
8283  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8284  *
8285  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8286  * other threads running on this CPU then this function will return.
8287  *
8288  * Return: 0.
8289  */
8290 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8291 {
8292         do_sched_yield();
8293         return 0;
8294 }
8295
8296 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8297 int __sched __cond_resched(void)
8298 {
8299         if (should_resched(0)) {
8300                 preempt_schedule_common();
8301                 return 1;
8302         }
8303         /*
8304          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8305          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8306          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8307          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8308          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8309          * processes executing in kernel context might never report an
8310          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8311          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8312          * is in urgent need of one.
8313          */
8314 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8315         rcu_all_qs();
8316 #endif
8317         return 0;
8318 }
8319 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8320 #endif
8321
8322 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8323 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8324 #define cond_resched_dynamic_enabled    __cond_resched
8325 #define cond_resched_dynamic_disabled   ((void *)&__static_call_return0)
8326 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8327 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8328
8329 #define might_resched_dynamic_enabled   __cond_resched
8330 #define might_resched_dynamic_disabled  ((void *)&__static_call_return0)
8331 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8332 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8333 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8334 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_cond_resched);
8335 int __sched dynamic_cond_resched(void)
8336 {
8337         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_cond_resched))
8338                 return 0;
8339         return __cond_resched();
8340 }
8341 EXPORT_SYMBOL(dynamic_cond_resched);
8342
8343 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_might_resched);
8344 int __sched dynamic_might_resched(void)
8345 {
8346         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_might_resched))
8347                 return 0;
8348         return __cond_resched();
8349 }
8350 EXPORT_SYMBOL(dynamic_might_resched);
8351 #endif
8352 #endif
8353
8354 /*
8355  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8356  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8357  *
8358  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8359  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8360  * spin_unlock(), once by hand).
8361  */
8362 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8363 {
8364         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8365         int ret = 0;
8366
8367         lockdep_assert_held(lock);
8368
8369         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8370                 spin_unlock(lock);
8371                 if (!_cond_resched())
8372                         cpu_relax();
8373                 ret = 1;
8374                 spin_lock(lock);
8375         }
8376         return ret;
8377 }
8378 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8379
8380 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8381 {
8382         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8383         int ret = 0;
8384
8385         lockdep_assert_held_read(lock);
8386
8387         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8388                 read_unlock(lock);
8389                 if (!_cond_resched())
8390                         cpu_relax();
8391                 ret = 1;
8392                 read_lock(lock);
8393         }
8394         return ret;
8395 }
8396 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8397
8398 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8399 {
8400         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8401         int ret = 0;
8402
8403         lockdep_assert_held_write(lock);
8404
8405         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8406                 write_unlock(lock);
8407                 if (!_cond_resched())
8408                         cpu_relax();
8409                 ret = 1;
8410                 write_lock(lock);
8411         }
8412         return ret;
8413 }
8414 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8415
8416 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8417
8418 #ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
8419 #include <linux/entry-common.h>
8420 #endif
8421
8422 /*
8423  * SC:cond_resched
8424  * SC:might_resched
8425  * SC:preempt_schedule
8426  * SC:preempt_schedule_notrace
8427  * SC:irqentry_exit_cond_resched
8428  *
8429  *
8430  * NONE:
8431  *   cond_resched               <- __cond_resched
8432  *   might_resched              <- RET0
8433  *   preempt_schedule           <- NOP
8434  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8435  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8436  *
8437  * VOLUNTARY:
8438  *   cond_resched               <- __cond_resched
8439  *   might_resched              <- __cond_resched
8440  *   preempt_schedule           <- NOP
8441  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8442  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8443  *
8444  * FULL:
8445  *   cond_resched               <- RET0
8446  *   might_resched              <- RET0
8447  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
8448  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
8449  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
8450  */
8451
8452 enum {
8453         preempt_dynamic_undefined = -1,
8454         preempt_dynamic_none,
8455         preempt_dynamic_voluntary,
8456         preempt_dynamic_full,
8457 };
8458
8459 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_undefined;
8460
8461 int sched_dynamic_mode(const char *str)
8462 {
8463         if (!strcmp(str, "none"))
8464                 return preempt_dynamic_none;
8465
8466         if (!strcmp(str, "voluntary"))
8467                 return preempt_dynamic_voluntary;
8468
8469         if (!strcmp(str, "full"))
8470                 return preempt_dynamic_full;
8471
8472         return -EINVAL;
8473 }
8474
8475 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8476 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_call_update(f, f##_dynamic_enabled)
8477 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_call_update(f, f##_dynamic_disabled)
8478 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8479 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_key_enable(&sk_dynamic_##f.key)
8480 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_key_disable(&sk_dynamic_##f.key)
8481 #else
8482 #error "Unsupported PREEMPT_DYNAMIC mechanism"
8483 #endif
8484
8485 void sched_dynamic_update(int mode)
8486 {
8487         /*
8488          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
8489          * the ZERO state, which is invalid.
8490          */
8491         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8492         preempt_dynamic_enable(might_resched);
8493         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8494         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8495         preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8496
8497         switch (mode) {
8498         case preempt_dynamic_none:
8499                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8500                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8501                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8502                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8503                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8504                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
8505                 break;
8506
8507         case preempt_dynamic_voluntary:
8508                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8509                 preempt_dynamic_enable(might_resched);
8510                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8511                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8512                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8513                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
8514                 break;
8515
8516         case preempt_dynamic_full:
8517                 preempt_dynamic_disable(cond_resched);
8518                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8519                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8520                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8521                 preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8522                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8523                 break;
8524         }
8525
8526         preempt_dynamic_mode = mode;
8527 }
8528
8529 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
8530 {
8531         int mode = sched_dynamic_mode(str);
8532         if (mode < 0) {
8533                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
8534                 return 0;
8535         }
8536
8537         sched_dynamic_update(mode);
8538         return 1;
8539 }
8540 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
8541
8542 static void __init preempt_dynamic_init(void)
8543 {
8544         if (preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined) {
8545                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_NONE)) {
8546                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_none);
8547                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY)) {
8548                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_voluntary);
8549                 } else {
8550                         /* Default static call setting, nothing to do */
8551                         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT));
8552                         preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
8553                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8554                 }
8555         }
8556 }
8557
8558 #define PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(mode) \
8559         bool preempt_model_##mode(void)                                          \
8560         {                                                                        \
8561                 WARN_ON_ONCE(preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined); \
8562                 return preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_##mode;           \
8563         }                                                                        \
8564         EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_model_##mode)
8565
8566 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(none);
8567 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(voluntary);
8568 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(full);
8569
8570 #else /* !CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8571
8572 static inline void preempt_dynamic_init(void) { }
8573
8574 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8575
8576 /**
8577  * yield - yield the current processor to other threads.
8578  *
8579  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8580  *
8581  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8582  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8583  * it, it's already broken.
8584  *
8585  * Typical broken usage is:
8586  *
8587  * while (!event)
8588  *      yield();
8589  *
8590  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8591  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8592  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8593  *
8594  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8595  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8596  * If you still want to use yield(), do not!
8597  */
8598 void __sched yield(void)
8599 {
8600         set_current_state(TASK_RUNNING);
8601         do_sched_yield();
8602 }
8603 EXPORT_SYMBOL(yield);
8604
8605 /**
8606  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8607  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8608  * processor it's on.
8609  * @p: target task
8610  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8611  *
8612  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8613  * can't go away on us before we can do any checks.
8614  *
8615  * Return:
8616  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8617  *      false (0) if we failed to boost the target.
8618  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8619  */
8620 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8621 {
8622         struct task_struct *curr = current;
8623         struct rq *rq, *p_rq;
8624         unsigned long flags;
8625         int yielded = 0;
8626
8627         local_irq_save(flags);
8628         rq = this_rq();
8629
8630 again:
8631         p_rq = task_rq(p);
8632         /*
8633          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8634          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8635          */
8636         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8637                 yielded = -ESRCH;
8638                 goto out_irq;
8639         }
8640
8641         double_rq_lock(rq, p_rq);
8642         if (task_rq(p) != p_rq) {
8643                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8644                 goto again;
8645         }
8646
8647         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8648                 goto out_unlock;
8649
8650         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8651                 goto out_unlock;
8652
8653         if (task_running(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8654                 goto out_unlock;
8655
8656         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8657         if (yielded) {
8658                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8659                 /*
8660                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8661                  * fairness.
8662                  */
8663                 if (preempt && rq != p_rq)
8664                         resched_curr(p_rq);
8665         }
8666
8667 out_unlock:
8668         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8669 out_irq:
8670         local_irq_restore(flags);
8671
8672         if (yielded > 0)
8673                 schedule();
8674
8675         return yielded;
8676 }
8677 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8678
8679 int io_schedule_prepare(void)
8680 {
8681         int old_iowait = current->in_iowait;
8682
8683         current->in_iowait = 1;
8684         blk_flush_plug(current->plug, true);
8685         return old_iowait;
8686 }
8687
8688 void io_schedule_finish(int token)
8689 {
8690         current->in_iowait = token;
8691 }
8692
8693 /*
8694  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8695  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8696  */
8697 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8698 {
8699         int token;
8700         long ret;
8701
8702         token = io_schedule_prepare();
8703         ret = schedule_timeout(timeout);
8704         io_schedule_finish(token);
8705
8706         return ret;
8707 }
8708 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8709
8710 void __sched io_schedule(void)
8711 {
8712         int token;
8713
8714         token = io_schedule_prepare();
8715         schedule();
8716         io_schedule_finish(token);
8717 }
8718 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8719
8720 /**
8721  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8722  * @policy: scheduling class.
8723  *
8724  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8725  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8726  * On failure, a negative error code is returned.
8727  */
8728 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8729 {
8730         int ret = -EINVAL;
8731
8732         switch (policy) {
8733         case SCHED_FIFO:
8734         case SCHED_RR:
8735                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8736                 break;
8737         case SCHED_DEADLINE:
8738         case SCHED_NORMAL:
8739         case SCHED_BATCH:
8740         case SCHED_IDLE:
8741                 ret = 0;
8742                 break;
8743         }
8744         return ret;
8745 }
8746
8747 /**
8748  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8749  * @policy: scheduling class.
8750  *
8751  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8752  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8753  * On failure, a negative error code is returned.
8754  */
8755 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8756 {
8757         int ret = -EINVAL;
8758
8759         switch (policy) {
8760         case SCHED_FIFO:
8761         case SCHED_RR:
8762                 ret = 1;
8763                 break;
8764         case SCHED_DEADLINE:
8765         case SCHED_NORMAL:
8766         case SCHED_BATCH:
8767         case SCHED_IDLE:
8768                 ret = 0;
8769         }
8770         return ret;
8771 }
8772
8773 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8774 {
8775         struct task_struct *p;
8776         unsigned int time_slice;
8777         struct rq_flags rf;
8778         struct rq *rq;
8779         int retval;
8780
8781         if (pid < 0)
8782                 return -EINVAL;
8783
8784         retval = -ESRCH;
8785         rcu_read_lock();
8786         p = find_process_by_pid(pid);
8787         if (!p)
8788                 goto out_unlock;
8789
8790         retval = security_task_getscheduler(p);
8791         if (retval)
8792                 goto out_unlock;
8793
8794         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8795         time_slice = 0;
8796         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8797                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8798         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8799
8800         rcu_read_unlock();
8801         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8802         return 0;
8803
8804 out_unlock:
8805         rcu_read_unlock();
8806         return retval;
8807 }
8808
8809 /**
8810  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8811  * @pid: pid of the process.
8812  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8813  *
8814  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8815  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8816  *
8817  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8818  * an error code.
8819  */
8820 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8821                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8822 {
8823         struct timespec64 t;
8824         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8825
8826         if (retval == 0)
8827                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8828
8829         return retval;
8830 }
8831
8832 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8833 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8834                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8835 {
8836         struct timespec64 t;
8837         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8838
8839         if (retval == 0)
8840                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8841         return retval;
8842 }
8843 #endif
8844
8845 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8846 {
8847         unsigned long free = 0;
8848         int ppid;
8849
8850         if (!try_get_task_stack(p))
8851                 return;
8852
8853         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8854
8855         if (task_is_running(p))
8856                 pr_cont("  running task    ");
8857 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8858         free = stack_not_used(p);
8859 #endif
8860         ppid = 0;
8861         rcu_read_lock();
8862         if (pid_alive(p))
8863                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8864         rcu_read_unlock();
8865         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8866                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8867                 read_task_thread_flags(p));
8868
8869         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8870         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8871         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8872         put_task_stack(p);
8873 }
8874 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8875
8876 static inline bool
8877 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8878 {
8879         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8880
8881         /* no filter, everything matches */
8882         if (!state_filter)
8883                 return true;
8884
8885         /* filter, but doesn't match */
8886         if (!(state & state_filter))
8887                 return false;
8888
8889         /*
8890          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8891          * TASK_KILLABLE).
8892          */
8893         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && state == TASK_IDLE)
8894                 return false;
8895
8896         return true;
8897 }
8898
8899
8900 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8901 {
8902         struct task_struct *g, *p;
8903
8904         rcu_read_lock();
8905         for_each_process_thread(g, p) {
8906                 /*
8907                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8908                  * console might take a lot of time:
8909                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8910                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8911                  * an IPI.
8912                  */
8913                 touch_nmi_watchdog();
8914                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8915                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8916                         sched_show_task(p);
8917         }
8918
8919 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8920         if (!state_filter)
8921                 sysrq_sched_debug_show();
8922 #endif
8923         rcu_read_unlock();
8924         /*
8925          * Only show locks if all tasks are dumped:
8926          */
8927         if (!state_filter)
8928                 debug_show_all_locks();
8929 }
8930
8931 /**
8932  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8933  * @idle: task in question
8934  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8935  *
8936  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8937  * flag, to make booting more robust.
8938  */
8939 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8940 {
8941         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8942         unsigned long flags;
8943
8944         __sched_fork(0, idle);
8945
8946         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8947         raw_spin_rq_lock(rq);
8948
8949         idle->__state = TASK_RUNNING;
8950         idle->se.exec_start = sched_clock();
8951         /*
8952          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8953          * look like a proper per-CPU kthread.
8954          */
8955         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8956         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8957
8958 #ifdef CONFIG_SMP
8959         /*
8960          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8961          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8962          *
8963          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8964          */
8965         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8966 #endif
8967         /*
8968          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8969          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8970          * lockdep check in task_group() will fail.
8971          *
8972          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8973          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8974          *
8975          * Silence PROVE_RCU
8976          */
8977         rcu_read_lock();
8978         __set_task_cpu(idle, cpu);
8979         rcu_read_unlock();
8980
8981         rq->idle = idle;
8982         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8983         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8984 #ifdef CONFIG_SMP
8985         idle->on_cpu = 1;
8986 #endif
8987         raw_spin_rq_unlock(rq);
8988         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8989
8990         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8991         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8992
8993         /*
8994          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8995          */
8996         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8997         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8998         vtime_init_idle(idle, cpu);
8999 #ifdef CONFIG_SMP
9000         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
9001 #endif
9002 }
9003
9004 #ifdef CONFIG_SMP
9005
9006 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
9007                               const struct cpumask *trial)
9008 {
9009         int ret = 1;
9010
9011         if (cpumask_empty(cur))
9012                 return ret;
9013
9014         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
9015
9016         return ret;
9017 }
9018
9019 int task_can_attach(struct task_struct *p,
9020                     const struct cpumask *cs_effective_cpus)
9021 {
9022         int ret = 0;
9023
9024         /*
9025          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
9026          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
9027          * affinity and isolating such threads by their set of
9028          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
9029          * applicable for such threads.  This prevents checking for
9030          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
9031          * before cpus_mask may be changed.
9032          */
9033         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
9034                 ret = -EINVAL;
9035                 goto out;
9036         }
9037
9038         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
9039                                               cs_effective_cpus)) {
9040                 int cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_effective_cpus);
9041
9042                 if (unlikely(cpu >= nr_cpu_ids))
9043                         return -EINVAL;
9044                 ret = dl_cpu_busy(cpu, p);
9045         }
9046
9047 out:
9048         return ret;
9049 }
9050
9051 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
9052
9053 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9054 /* Migrate current task p to target_cpu */
9055 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
9056 {
9057         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
9058         int curr_cpu = task_cpu(p);
9059
9060         if (curr_cpu == target_cpu)
9061                 return 0;
9062
9063         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
9064                 return -EINVAL;
9065
9066         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
9067
9068         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
9069         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
9070 }
9071
9072 /*
9073  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
9074  * tasks on the runqueues
9075  */
9076 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
9077 {
9078         bool queued, running;
9079         struct rq_flags rf;
9080         struct rq *rq;
9081
9082         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9083         queued = task_on_rq_queued(p);
9084         running = task_current(rq, p);
9085
9086         if (queued)
9087                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
9088         if (running)
9089                 put_prev_task(rq, p);
9090
9091         p->numa_preferred_nid = nid;
9092
9093         if (queued)
9094                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
9095         if (running)
9096                 set_next_task(rq, p);
9097         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9098 }
9099 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9100
9101 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9102 /*
9103  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
9104  * offline.
9105  */
9106 void idle_task_exit(void)
9107 {
9108         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
9109
9110         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
9111         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
9112
9113         if (mm != &init_mm) {
9114                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
9115                 finish_arch_post_lock_switch();
9116         }
9117
9118         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
9119 }
9120
9121 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
9122 {
9123         struct task_struct *p = arg;
9124         struct rq *rq = this_rq();
9125         struct rq_flags rf;
9126         int cpu;
9127
9128         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
9129         rq_lock(rq, &rf);
9130
9131         update_rq_clock(rq);
9132
9133         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
9134                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
9135                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
9136         }
9137
9138         rq_unlock(rq, &rf);
9139         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
9140
9141         put_task_struct(p);
9142
9143         return 0;
9144 }
9145
9146 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
9147
9148 /*
9149  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
9150  *
9151  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
9152  * effective when the hotplug motion is down.
9153  */
9154 static void balance_push(struct rq *rq)
9155 {
9156         struct task_struct *push_task = rq->curr;
9157
9158         lockdep_assert_rq_held(rq);
9159
9160         /*
9161          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
9162          */
9163         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9164
9165         /*
9166          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
9167          * CPU.
9168          */
9169         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
9170                 return;
9171
9172         /*
9173          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
9174          * required to complete the hotplug process.
9175          */
9176         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
9177             is_migration_disabled(push_task)) {
9178
9179                 /*
9180                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
9181                  * up the hotplug control thread which might wait for the
9182                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
9183                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
9184                  * and can't obviously be running in parallel.
9185                  *
9186                  * On RT kernels this also has to check whether there are
9187                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
9188                  * need to leave the migrate disabled section first.
9189                  */
9190                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
9191                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
9192                         raw_spin_rq_unlock(rq);
9193                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
9194                         raw_spin_rq_lock(rq);
9195                 }
9196                 return;
9197         }
9198
9199         get_task_struct(push_task);
9200         /*
9201          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
9202          * Both preemption and IRQs are still disabled.
9203          */
9204         raw_spin_rq_unlock(rq);
9205         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
9206                             this_cpu_ptr(&push_work));
9207         /*
9208          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
9209          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
9210          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
9211          */
9212         raw_spin_rq_lock(rq);
9213 }
9214
9215 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
9216 {
9217         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9218         struct rq_flags rf;
9219
9220         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9221         if (on) {
9222                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
9223                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9224         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
9225                 rq->balance_callback = NULL;
9226         }
9227         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9228 }
9229
9230 /*
9231  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
9232  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
9233  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
9234  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
9235  */
9236 static void balance_hotplug_wait(void)
9237 {
9238         struct rq *rq = this_rq();
9239
9240         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
9241                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
9242                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
9243 }
9244
9245 #else
9246
9247 static inline void balance_push(struct rq *rq)
9248 {
9249 }
9250
9251 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
9252 {
9253 }
9254
9255 static inline void balance_hotplug_wait(void)
9256 {
9257 }
9258
9259 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
9260
9261 void set_rq_online(struct rq *rq)
9262 {
9263         if (!rq->online) {
9264                 const struct sched_class *class;
9265
9266                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9267                 rq->online = 1;
9268
9269                 for_each_class(class) {
9270                         if (class->rq_online)
9271                                 class->rq_online(rq);
9272                 }
9273         }
9274 }
9275
9276 void set_rq_offline(struct rq *rq)
9277 {
9278         if (rq->online) {
9279                 const struct sched_class *class;
9280
9281                 for_each_class(class) {
9282                         if (class->rq_offline)
9283                                 class->rq_offline(rq);
9284                 }
9285
9286                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9287                 rq->online = 0;
9288         }
9289 }
9290
9291 /*
9292  * used to mark begin/end of suspend/resume:
9293  */
9294 static int num_cpus_frozen;
9295
9296 /*
9297  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
9298  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
9299  * around partition_sched_domains().
9300  *
9301  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
9302  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
9303  */
9304 static void cpuset_cpu_active(void)
9305 {
9306         if (cpuhp_tasks_frozen) {
9307                 /*
9308                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
9309                  * resume sequence. As long as this is not the last online
9310                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
9311                  * domain, ignoring cpusets.
9312                  */
9313                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9314                 if (--num_cpus_frozen)
9315                         return;
9316                 /*
9317                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
9318                  * restore the original sched domains by considering the
9319                  * cpuset configurations.
9320                  */
9321                 cpuset_force_rebuild();
9322         }
9323         cpuset_update_active_cpus();
9324 }
9325
9326 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
9327 {
9328         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
9329                 int ret = dl_cpu_busy(cpu, NULL);
9330
9331                 if (ret)
9332                         return ret;
9333                 cpuset_update_active_cpus();
9334         } else {
9335                 num_cpus_frozen++;
9336                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9337         }
9338         return 0;
9339 }
9340
9341 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
9342 {
9343         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9344         struct rq_flags rf;
9345
9346         /*
9347          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
9348          * regular tasks.
9349          */
9350         balance_push_set(cpu, false);
9351
9352 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9353         /*
9354          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
9355          */
9356         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9357                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
9358 #endif
9359         set_cpu_active(cpu, true);
9360
9361         if (sched_smp_initialized) {
9362                 sched_update_numa(cpu, true);
9363                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
9364                 cpuset_cpu_active();
9365         }
9366
9367         /*
9368          * Put the rq online, if not already. This happens:
9369          *
9370          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
9371          *    after all CPUs have been brought up.
9372          *
9373          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
9374          *    domains.
9375          */
9376         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9377         if (rq->rd) {
9378                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9379                 set_rq_online(rq);
9380         }
9381         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9382
9383         return 0;
9384 }
9385
9386 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
9387 {
9388         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9389         struct rq_flags rf;
9390         int ret;
9391
9392         /*
9393          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
9394          * load balancing when not active
9395          */
9396         nohz_balance_exit_idle(rq);
9397
9398         set_cpu_active(cpu, false);
9399
9400         /*
9401          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9402          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9403          * push those tasks away until this gets cleared, see
9404          * sched_cpu_dying().
9405          */
9406         balance_push_set(cpu, true);
9407
9408         /*
9409          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9410          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9411          * all new such users will observe it.
9412          *
9413          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9414          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9415          *
9416          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9417          */
9418         synchronize_rcu();
9419
9420         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9421         if (rq->rd) {
9422                 update_rq_clock(rq);
9423                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9424                 set_rq_offline(rq);
9425         }
9426         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9427
9428 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9429         /*
9430          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9431          */
9432         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9433                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9434
9435         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9436 #endif
9437
9438         if (!sched_smp_initialized)
9439                 return 0;
9440
9441         sched_update_numa(cpu, false);
9442         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9443         if (ret) {
9444                 balance_push_set(cpu, false);
9445                 set_cpu_active(cpu, true);
9446                 sched_update_numa(cpu, true);
9447                 return ret;
9448         }
9449         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9450         return 0;
9451 }
9452
9453 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9454 {
9455         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9456
9457         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9458         update_max_interval();
9459 }
9460
9461 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9462 {
9463         sched_core_cpu_starting(cpu);
9464         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9465         sched_tick_start(cpu);
9466         return 0;
9467 }
9468
9469 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9470
9471 /*
9472  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9473  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9474  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9475  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9476  * any of those which might be on the way out are gone.
9477  *
9478  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9479  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9480  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9481  */
9482 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9483 {
9484         balance_hotplug_wait();
9485         return 0;
9486 }
9487
9488 /*
9489  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9490  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9491  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9492  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9493  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9494  *
9495  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9496  */
9497 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9498 {
9499         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9500
9501         if (delta)
9502                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9503 }
9504
9505 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9506 {
9507         struct task_struct *g, *p;
9508         int cpu = cpu_of(rq);
9509
9510         lockdep_assert_rq_held(rq);
9511
9512         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9513         for_each_process_thread(g, p) {
9514                 if (task_cpu(p) != cpu)
9515                         continue;
9516
9517                 if (!task_on_rq_queued(p))
9518                         continue;
9519
9520                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9521         }
9522 }
9523
9524 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9525 {
9526         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9527         struct rq_flags rf;
9528
9529         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9530         sched_tick_stop(cpu);
9531
9532         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9533         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9534                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9535                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9536         }
9537         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9538
9539         calc_load_migrate(rq);
9540         update_max_interval();
9541         hrtick_clear(rq);
9542         sched_core_cpu_dying(cpu);
9543         return 0;
9544 }
9545 #endif
9546
9547 void __init sched_init_smp(void)
9548 {
9549         sched_init_numa(NUMA_NO_NODE);
9550
9551         /*
9552          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9553          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9554          * happen.
9555          */
9556         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9557         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9558         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9559
9560         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9561         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN)) < 0)
9562                 BUG();
9563         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9564         sched_init_granularity();
9565
9566         init_sched_rt_class();
9567         init_sched_dl_class();
9568
9569         sched_smp_initialized = true;
9570 }
9571
9572 static int __init migration_init(void)
9573 {
9574         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9575         return 0;
9576 }
9577 early_initcall(migration_init);
9578
9579 #else
9580 void __init sched_init_smp(void)
9581 {
9582         sched_init_granularity();
9583 }
9584 #endif /* CONFIG_SMP */
9585
9586 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9587 {
9588         return in_lock_functions(addr) ||
9589                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9590                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9591 }
9592
9593 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9594 /*
9595  * Default task group.
9596  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9597  */
9598 struct task_group root_task_group;
9599 LIST_HEAD(task_groups);
9600
9601 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9602 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9603 #endif
9604
9605 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
9606 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_rq_mask);
9607
9608 void __init sched_init(void)
9609 {
9610         unsigned long ptr = 0;
9611         int i;
9612
9613         /* Make sure the linker didn't screw up */
9614         BUG_ON(&idle_sched_class != &fair_sched_class + 1 ||
9615                &fair_sched_class != &rt_sched_class + 1 ||
9616                &rt_sched_class   != &dl_sched_class + 1);
9617 #ifdef CONFIG_SMP
9618         BUG_ON(&dl_sched_class != &stop_sched_class + 1);
9619 #endif
9620
9621         wait_bit_init();
9622
9623 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9624         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9625 #endif
9626 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9627         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9628 #endif
9629         if (ptr) {
9630                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9631
9632 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9633                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9634                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9635
9636                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9637                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9638
9639                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9640                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9641 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9642 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9643                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9644                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9645
9646                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9647                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9648
9649 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9650         }
9651 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
9652         for_each_possible_cpu(i) {
9653                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9654                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9655                 per_cpu(select_rq_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9656                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9657         }
9658 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
9659
9660         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9661
9662 #ifdef CONFIG_SMP
9663         init_defrootdomain();
9664 #endif
9665
9666 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9667         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9668                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9669 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9670
9671 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9672         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9673
9674         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9675         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9676         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9677         autogroup_init(&init_task);
9678 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9679
9680         for_each_possible_cpu(i) {
9681                 struct rq *rq;
9682
9683                 rq = cpu_rq(i);
9684                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9685                 rq->nr_running = 0;
9686                 rq->calc_load_active = 0;
9687                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9688                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9689                 init_rt_rq(&rq->rt);
9690                 init_dl_rq(&rq->dl);
9691 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9692                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9693                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9694                 /*
9695                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9696                  *
9697                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9698                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9699                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9700                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9701                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9702                  * (se->load.weight).
9703                  *
9704                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9705                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9706                  * then A0's share of the CPU resource is:
9707                  *
9708                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9709                  *
9710                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9711                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9712                  */
9713                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9714 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9715
9716                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9717 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9718                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9719 #endif
9720 #ifdef CONFIG_SMP
9721                 rq->sd = NULL;
9722                 rq->rd = NULL;
9723                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9724                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9725                 rq->active_balance = 0;
9726                 rq->next_balance = jiffies;
9727                 rq->push_cpu = 0;
9728                 rq->cpu = i;
9729                 rq->online = 0;
9730                 rq->idle_stamp = 0;
9731                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9732                 rq->wake_stamp = jiffies;
9733                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9734                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9735
9736                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9737
9738                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9739 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9740                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9741                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9742
9743                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9744 #endif
9745 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9746                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9747 #endif
9748 #endif /* CONFIG_SMP */
9749                 hrtick_rq_init(rq);
9750                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9751
9752 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9753                 rq->core = rq;
9754                 rq->core_pick = NULL;
9755                 rq->core_enabled = 0;
9756                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9757                 rq->core_forceidle_count = 0;
9758                 rq->core_forceidle_occupation = 0;
9759                 rq->core_forceidle_start = 0;
9760
9761                 rq->core_cookie = 0UL;
9762 #endif
9763         }
9764
9765         set_load_weight(&init_task, false);
9766
9767         /*
9768          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9769          */
9770         mmgrab(&init_mm);
9771         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9772
9773         /*
9774          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
9775          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
9776          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
9777          * kthreads.
9778          */
9779         WARN_ON(!set_kthread_struct(current));
9780
9781         /*
9782          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9783          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9784          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9785          * when this runqueue becomes "idle".
9786          */
9787         init_idle(current, smp_processor_id());
9788
9789         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9790
9791 #ifdef CONFIG_SMP
9792         idle_thread_set_boot_cpu();
9793         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9794 #endif
9795         init_sched_fair_class();
9796
9797         psi_init();
9798
9799         init_uclamp();
9800
9801         preempt_dynamic_init();
9802
9803         scheduler_running = 1;
9804 }
9805
9806 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9807
9808 void __might_sleep(const char *file, int line)
9809 {
9810         unsigned int state = get_current_state();
9811         /*
9812          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9813          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9814          * otherwise we will destroy state.
9815          */
9816         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9817                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9818                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9819                         (void *)current->task_state_change,
9820                         (void *)current->task_state_change);
9821
9822         __might_resched(file, line, 0);
9823 }
9824 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9825
9826 static void print_preempt_disable_ip(int preempt_offset, unsigned long ip)
9827 {
9828         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT))
9829                 return;
9830
9831         if (preempt_count() == preempt_offset)
9832                 return;
9833
9834         pr_err("Preemption disabled at:");
9835         print_ip_sym(KERN_ERR, ip);
9836 }
9837
9838 static inline bool resched_offsets_ok(unsigned int offsets)
9839 {
9840         unsigned int nested = preempt_count();
9841
9842         nested += rcu_preempt_depth() << MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT;
9843
9844         return nested == offsets;
9845 }
9846
9847 void __might_resched(const char *file, int line, unsigned int offsets)
9848 {
9849         /* Ratelimiting timestamp: */
9850         static unsigned long prev_jiffy;
9851
9852         unsigned long preempt_disable_ip;
9853
9854         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9855         rcu_sleep_check();
9856
9857         if ((resched_offsets_ok(offsets) && !irqs_disabled() &&
9858              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9859             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9860             oops_in_progress)
9861                 return;
9862
9863         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9864                 return;
9865         prev_jiffy = jiffies;
9866
9867         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9868         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9869
9870         pr_err("BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9871                file, line);
9872         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9873                in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9874                current->pid, current->comm);
9875         pr_err("preempt_count: %x, expected: %x\n", preempt_count(),
9876                offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK);
9877
9878         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) {
9879                 pr_err("RCU nest depth: %d, expected: %u\n",
9880                        rcu_preempt_depth(), offsets >> MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT);
9881         }
9882
9883         if (task_stack_end_corrupted(current))
9884                 pr_emerg("Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9885
9886         debug_show_held_locks(current);
9887         if (irqs_disabled())
9888                 print_irqtrace_events(current);
9889
9890         print_preempt_disable_ip(offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK,
9891                                  preempt_disable_ip);
9892
9893         dump_stack();
9894         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9895 }
9896 EXPORT_SYMBOL(__might_resched);
9897
9898 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9899 {
9900         static unsigned long prev_jiffy;
9901
9902         if (irqs_disabled())
9903                 return;
9904
9905         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9906                 return;
9907
9908         if (preempt_count() > preempt_offset)
9909                 return;
9910
9911         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9912                 return;
9913         prev_jiffy = jiffies;
9914
9915         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9916         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9917                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9918                         current->pid, current->comm);
9919
9920         debug_show_held_locks(current);
9921         dump_stack();
9922         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9923 }
9924 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9925
9926 #ifdef CONFIG_SMP
9927 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9928 {
9929         static unsigned long prev_jiffy;
9930
9931         if (irqs_disabled())
9932                 return;
9933
9934         if (is_migration_disabled(current))
9935                 return;
9936
9937         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9938                 return;
9939
9940         if (preempt_count() > 0)
9941                 return;
9942
9943         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9944                 return;
9945         prev_jiffy = jiffies;
9946
9947         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9948         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9949                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9950                current->pid, current->comm);
9951
9952         debug_show_held_locks(current);
9953         dump_stack();
9954         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9955 }
9956 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9957 #endif
9958 #endif
9959
9960 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9961 void normalize_rt_tasks(void)
9962 {
9963         struct task_struct *g, *p;
9964         struct sched_attr attr = {
9965                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9966         };
9967
9968         read_lock(&tasklist_lock);
9969         for_each_process_thread(g, p) {
9970                 /*
9971                  * Only normalize user tasks:
9972                  */
9973                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9974                         continue;
9975
9976                 p->se.exec_start = 0;
9977                 schedstat_set(p->stats.wait_start,  0);
9978                 schedstat_set(p->stats.sleep_start, 0);
9979                 schedstat_set(p->stats.block_start, 0);
9980
9981                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9982                         /*
9983                          * Renice negative nice level userspace
9984                          * tasks back to 0:
9985                          */
9986                         if (task_nice(p) < 0)
9987                                 set_user_nice(p, 0);
9988                         continue;
9989                 }
9990
9991                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9992         }
9993         read_unlock(&tasklist_lock);
9994 }
9995
9996 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9997
9998 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9999 /*
10000  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
10001  *
10002  * They can only be called when the whole system has been
10003  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
10004  * activity can take place. Using them for anything else would
10005  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
10006  * under any other configuration.
10007  */
10008
10009 /**
10010  * curr_task - return the current task for a given CPU.
10011  * @cpu: the processor in question.
10012  *
10013  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10014  *
10015  * Return: The current task for @cpu.
10016  */
10017 struct task_struct *curr_task(int cpu)
10018 {
10019         return cpu_curr(cpu);
10020 }
10021
10022 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
10023
10024 #ifdef CONFIG_IA64
10025 /**
10026  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
10027  * @cpu: the processor in question.
10028  * @p: the task pointer to set.
10029  *
10030  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
10031  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
10032  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
10033  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
10034  * and caller must save the original value of the current task (see
10035  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
10036  * re-starting the system.
10037  *
10038  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10039  */
10040 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
10041 {
10042         cpu_curr(cpu) = p;
10043 }
10044
10045 #endif
10046
10047 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
10048 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
10049 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
10050
10051 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
10052                                             struct task_group *parent)
10053 {
10054 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10055         enum uclamp_id clamp_id;
10056
10057         for_each_clamp_id(clamp_id) {
10058                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
10059                               uclamp_none(clamp_id), false);
10060                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
10061         }
10062 #endif
10063 }
10064
10065 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
10066 {
10067         free_fair_sched_group(tg);
10068         free_rt_sched_group(tg);
10069         autogroup_free(tg);
10070         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
10071 }
10072
10073 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rcu)
10074 {
10075         sched_free_group(container_of(rcu, struct task_group, rcu));
10076 }
10077
10078 static void sched_unregister_group(struct task_group *tg)
10079 {
10080         unregister_fair_sched_group(tg);
10081         unregister_rt_sched_group(tg);
10082         /*
10083          * We have to wait for yet another RCU grace period to expire, as
10084          * print_cfs_stats() might run concurrently.
10085          */
10086         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
10087 }
10088
10089 /* allocate runqueue etc for a new task group */
10090 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
10091 {
10092         struct task_group *tg;
10093
10094         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
10095         if (!tg)
10096                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10097
10098         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
10099                 goto err;
10100
10101         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
10102                 goto err;
10103
10104         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
10105
10106         return tg;
10107
10108 err:
10109         sched_free_group(tg);
10110         return ERR_PTR(-ENOMEM);
10111 }
10112
10113 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10114 {
10115         unsigned long flags;
10116
10117         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10118         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
10119
10120         /* Root should already exist: */
10121         WARN_ON(!parent);
10122
10123         tg->parent = parent;
10124         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
10125         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
10126         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10127
10128         online_fair_sched_group(tg);
10129 }
10130
10131 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
10132 static void sched_unregister_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
10133 {
10134         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
10135         sched_unregister_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
10136 }
10137
10138 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
10139 {
10140         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
10141         call_rcu(&tg->rcu, sched_unregister_group_rcu);
10142 }
10143
10144 void sched_release_group(struct task_group *tg)
10145 {
10146         unsigned long flags;
10147
10148         /*
10149          * Unlink first, to avoid walk_tg_tree_from() from finding us (via
10150          * sched_cfs_period_timer()).
10151          *
10152          * For this to be effective, we have to wait for all pending users of
10153          * this task group to leave their RCU critical section to ensure no new
10154          * user will see our dying task group any more. Specifically ensure
10155          * that tg_unthrottle_up() won't add decayed cfs_rq's to it.
10156          *
10157          * We therefore defer calling unregister_fair_sched_group() to
10158          * sched_unregister_group() which is guarantied to get called only after the
10159          * current RCU grace period has expired.
10160          */
10161         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10162         list_del_rcu(&tg->list);
10163         list_del_rcu(&tg->siblings);
10164         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10165 }
10166
10167 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
10168 {
10169         struct task_group *tg;
10170
10171         /*
10172          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
10173          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
10174          * to prevent lockdep warnings.
10175          */
10176         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
10177                           struct task_group, css);
10178         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
10179         tsk->sched_task_group = tg;
10180
10181 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10182         if (tsk->sched_class->task_change_group)
10183                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
10184         else
10185 #endif
10186                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
10187 }
10188
10189 /*
10190  * Change task's runqueue when it moves between groups.
10191  *
10192  * The caller of this function should have put the task in its new group by
10193  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
10194  * its new group.
10195  */
10196 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
10197 {
10198         int queued, running, queue_flags =
10199                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
10200         struct rq_flags rf;
10201         struct rq *rq;
10202
10203         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
10204         update_rq_clock(rq);
10205
10206         running = task_current(rq, tsk);
10207         queued = task_on_rq_queued(tsk);
10208
10209         if (queued)
10210                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
10211         if (running)
10212                 put_prev_task(rq, tsk);
10213
10214         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
10215
10216         if (queued)
10217                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
10218         if (running) {
10219                 set_next_task(rq, tsk);
10220                 /*
10221                  * After changing group, the running task may have joined a
10222                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
10223                  * resched to make sure that task can still run.
10224                  */
10225                 resched_curr(rq);
10226         }
10227
10228         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
10229 }
10230
10231 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
10232 {
10233         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
10234 }
10235
10236 static struct cgroup_subsys_state *
10237 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
10238 {
10239         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
10240         struct task_group *tg;
10241
10242         if (!parent) {
10243                 /* This is early initialization for the top cgroup */
10244                 return &root_task_group.css;
10245         }
10246
10247         tg = sched_create_group(parent);
10248         if (IS_ERR(tg))
10249                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10250
10251         return &tg->css;
10252 }
10253
10254 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
10255 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
10256 {
10257         struct task_group *tg = css_tg(css);
10258         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
10259
10260         if (parent)
10261                 sched_online_group(tg, parent);
10262
10263 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10264         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
10265         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10266         rcu_read_lock();
10267         cpu_util_update_eff(css);
10268         rcu_read_unlock();
10269         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10270 #endif
10271
10272         return 0;
10273 }
10274
10275 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
10276 {
10277         struct task_group *tg = css_tg(css);
10278
10279         sched_release_group(tg);
10280 }
10281
10282 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
10283 {
10284         struct task_group *tg = css_tg(css);
10285
10286         /*
10287          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
10288          */
10289         sched_unregister_group(tg);
10290 }
10291
10292 /*
10293  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
10294  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
10295  */
10296 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
10297 {
10298         struct rq_flags rf;
10299         struct rq *rq;
10300
10301         rq = task_rq_lock(task, &rf);
10302
10303         update_rq_clock(rq);
10304         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
10305
10306         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
10307 }
10308
10309 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10310 {
10311         struct task_struct *task;
10312         struct cgroup_subsys_state *css;
10313         int ret = 0;
10314
10315         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
10316 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10317                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
10318                         return -EINVAL;
10319 #endif
10320                 /*
10321                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
10322                  * running, we're sure to observe its full state.
10323                  */
10324                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
10325                 /*
10326                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
10327                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
10328                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
10329                  */
10330                 if (READ_ONCE(task->__state) == TASK_NEW)
10331                         ret = -EINVAL;
10332                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
10333
10334                 if (ret)
10335                         break;
10336         }
10337         return ret;
10338 }
10339
10340 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10341 {
10342         struct task_struct *task;
10343         struct cgroup_subsys_state *css;
10344
10345         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
10346                 sched_move_task(task);
10347 }
10348
10349 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10350 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
10351 {
10352         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
10353         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
10354         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
10355         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
10356         enum uclamp_id clamp_id;
10357         unsigned int clamps;
10358
10359         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
10360         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
10361
10362         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
10363                 uc_parent = css_tg(css)->parent
10364                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
10365
10366                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10367                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
10368                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
10369                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
10370                         if (uc_parent &&
10371                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
10372                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
10373                         }
10374                 }
10375                 /* Ensure protection is always capped by limit */
10376                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
10377
10378                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
10379                 clamps = 0x0;
10380                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
10381                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10382                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
10383                                 continue;
10384                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
10385                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
10386                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
10387                 }
10388                 if (!clamps) {
10389                         css = css_rightmost_descendant(css);
10390                         continue;
10391                 }
10392
10393                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
10394                 uclamp_update_active_tasks(css);
10395         }
10396 }
10397
10398 /*
10399  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
10400  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
10401  * character constant, use two levels of macros.
10402  */
10403 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
10404 #define POW10(exp) _POW10(exp)
10405
10406 struct uclamp_request {
10407 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
10408 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
10409         s64 percent;
10410         u64 util;
10411         int ret;
10412 };
10413
10414 static inline struct uclamp_request
10415 capacity_from_percent(char *buf)
10416 {
10417         struct uclamp_request req = {
10418                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
10419                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
10420                 .ret = 0,
10421         };
10422
10423         buf = strim(buf);
10424         if (strcmp(buf, "max")) {
10425                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
10426                                              &req.percent);
10427                 if (req.ret)
10428                         return req;
10429                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
10430                         req.ret = -ERANGE;
10431                         return req;
10432                 }
10433
10434                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
10435                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
10436         }
10437
10438         return req;
10439 }
10440
10441 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
10442                                 size_t nbytes, loff_t off,
10443                                 enum uclamp_id clamp_id)
10444 {
10445         struct uclamp_request req;
10446         struct task_group *tg;
10447
10448         req = capacity_from_percent(buf);
10449         if (req.ret)
10450                 return req.ret;
10451
10452         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
10453
10454         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10455         rcu_read_lock();
10456
10457         tg = css_tg(of_css(of));
10458         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10459                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10460
10461         /*
10462          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10463          * exact requested value
10464          */
10465         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10466
10467         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10468         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10469
10470         rcu_read_unlock();
10471         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10472
10473         return nbytes;
10474 }
10475
10476 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10477                                     char *buf, size_t nbytes,
10478                                     loff_t off)
10479 {
10480         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10481 }
10482
10483 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10484                                     char *buf, size_t nbytes,
10485                                     loff_t off)
10486 {
10487         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10488 }
10489
10490 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10491                                     enum uclamp_id clamp_id)
10492 {
10493         struct task_group *tg;
10494         u64 util_clamp;
10495         u64 percent;
10496         u32 rem;
10497
10498         rcu_read_lock();
10499         tg = css_tg(seq_css(sf));
10500         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10501         rcu_read_unlock();
10502
10503         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10504                 seq_puts(sf, "max\n");
10505                 return;
10506         }
10507
10508         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10509         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10510         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10511 }
10512
10513 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10514 {
10515         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10516         return 0;
10517 }
10518
10519 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10520 {
10521         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10522         return 0;
10523 }
10524 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10525
10526 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10527 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10528                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10529 {
10530         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10531                 shareval = MAX_SHARES;
10532         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10533 }
10534
10535 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10536                                struct cftype *cft)
10537 {
10538         struct task_group *tg = css_tg(css);
10539
10540         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10541 }
10542
10543 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10544 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10545
10546 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10547 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10548 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10549 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10550
10551 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10552
10553 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10554                                 u64 burst)
10555 {
10556         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10557         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10558
10559         if (tg == &root_task_group)
10560                 return -EINVAL;
10561
10562         /*
10563          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10564          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10565          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10566          */
10567         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10568                 return -EINVAL;
10569
10570         /*
10571          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10572          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10573          * feasibility.
10574          */
10575         if (period > max_cfs_quota_period)
10576                 return -EINVAL;
10577
10578         /*
10579          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10580          */
10581         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10582                 return -EINVAL;
10583
10584         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10585                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10586                 return -EINVAL;
10587
10588         /*
10589          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10590          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10591          */
10592         cpus_read_lock();
10593         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10594         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10595         if (ret)
10596                 goto out_unlock;
10597
10598         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10599         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10600         /*
10601          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10602          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10603          */
10604         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10605                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10606         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10607         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10608         cfs_b->quota = quota;
10609         cfs_b->burst = burst;
10610
10611         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10612
10613         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10614         if (runtime_enabled)
10615                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10616
10617         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10618
10619         for_each_online_cpu(i) {
10620                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10621                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10622                 struct rq_flags rf;
10623
10624                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10625                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10626                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10627
10628                 if (cfs_rq->throttled)
10629                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10630                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10631         }
10632         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10633                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10634 out_unlock:
10635         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10636         cpus_read_unlock();
10637
10638         return ret;
10639 }
10640
10641 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10642 {
10643         u64 quota, period, burst;
10644
10645         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10646         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10647         if (cfs_quota_us < 0)
10648                 quota = RUNTIME_INF;
10649         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10650                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10651         else
10652                 return -EINVAL;
10653
10654         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10655 }
10656
10657 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10658 {
10659         u64 quota_us;
10660
10661         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10662                 return -1;
10663
10664         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10665         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10666
10667         return quota_us;
10668 }
10669
10670 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10671 {
10672         u64 quota, period, burst;
10673
10674         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10675                 return -EINVAL;
10676
10677         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10678         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10679         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10680
10681         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10682 }
10683
10684 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10685 {
10686         u64 cfs_period_us;
10687
10688         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10689         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10690
10691         return cfs_period_us;
10692 }
10693
10694 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10695 {
10696         u64 quota, period, burst;
10697
10698         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10699                 return -EINVAL;
10700
10701         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10702         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10703         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10704
10705         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10706 }
10707
10708 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10709 {
10710         u64 burst_us;
10711
10712         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10713         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10714
10715         return burst_us;
10716 }
10717
10718 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10719                                   struct cftype *cft)
10720 {
10721         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10722 }
10723
10724 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10725                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10726 {
10727         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10728 }
10729
10730 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10731                                    struct cftype *cft)
10732 {
10733         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10734 }
10735
10736 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10737                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10738 {
10739         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10740 }
10741
10742 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10743                                   struct cftype *cft)
10744 {
10745         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10746 }
10747
10748 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10749                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10750 {
10751         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10752 }
10753
10754 struct cfs_schedulable_data {
10755         struct task_group *tg;
10756         u64 period, quota;
10757 };
10758
10759 /*
10760  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10761  * note: units are usecs
10762  */
10763 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10764                                struct cfs_schedulable_data *d)
10765 {
10766         u64 quota, period;
10767
10768         if (tg == d->tg) {
10769                 period = d->period;
10770                 quota = d->quota;
10771         } else {
10772                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10773                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10774         }
10775
10776         /* note: these should typically be equivalent */
10777         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10778                 return RUNTIME_INF;
10779
10780         return to_ratio(period, quota);
10781 }
10782
10783 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10784 {
10785         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10786         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10787         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10788
10789         if (!tg->parent) {
10790                 quota = RUNTIME_INF;
10791         } else {
10792                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10793
10794                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10795                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10796
10797                 /*
10798                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10799                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10800                  * limit is set:
10801                  */
10802                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10803                         quota = min(quota, parent_quota);
10804                 } else {
10805                         if (quota == RUNTIME_INF)
10806                                 quota = parent_quota;
10807                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10808                                 return -EINVAL;
10809                 }
10810         }
10811         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10812
10813         return 0;
10814 }
10815
10816 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10817 {
10818         int ret;
10819         struct cfs_schedulable_data data = {
10820                 .tg = tg,
10821                 .period = period,
10822                 .quota = quota,
10823         };
10824
10825         if (quota != RUNTIME_INF) {
10826                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10827                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10828         }
10829
10830         rcu_read_lock();
10831         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10832         rcu_read_unlock();
10833
10834         return ret;
10835 }
10836
10837 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10838 {
10839         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10840         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10841
10842         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10843         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10844         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10845
10846         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10847                 struct sched_statistics *stats;
10848                 u64 ws = 0;
10849                 int i;
10850
10851                 for_each_possible_cpu(i) {
10852                         stats = __schedstats_from_se(tg->se[i]);
10853                         ws += schedstat_val(stats->wait_sum);
10854                 }
10855
10856                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10857         }
10858
10859         seq_printf(sf, "nr_bursts %d\n", cfs_b->nr_burst);
10860         seq_printf(sf, "burst_time %llu\n", cfs_b->burst_time);
10861
10862         return 0;
10863 }
10864 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10865 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10866
10867 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10868 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10869                                 struct cftype *cft, s64 val)
10870 {
10871         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10872 }
10873
10874 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10875                                struct cftype *cft)
10876 {
10877         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10878 }
10879
10880 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10881                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10882 {
10883         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10884 }
10885
10886 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10887                                    struct cftype *cft)
10888 {
10889         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10890 }
10891 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10892
10893 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10894 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10895                                struct cftype *cft)
10896 {
10897         return css_tg(css)->idle;
10898 }
10899
10900 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10901                                 struct cftype *cft, s64 idle)
10902 {
10903         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
10904 }
10905 #endif
10906
10907 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10908 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10909         {
10910                 .name = "shares",
10911                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10912                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10913         },
10914         {
10915                 .name = "idle",
10916                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10917                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10918         },
10919 #endif
10920 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10921         {
10922                 .name = "cfs_quota_us",
10923                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10924                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10925         },
10926         {
10927                 .name = "cfs_period_us",
10928                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10929                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10930         },
10931         {
10932                 .name = "cfs_burst_us",
10933                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10934                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10935         },
10936         {
10937                 .name = "stat",
10938                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10939         },
10940 #endif
10941 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10942         {
10943                 .name = "rt_runtime_us",
10944                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10945                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10946         },
10947         {
10948                 .name = "rt_period_us",
10949                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10950                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10951         },
10952 #endif
10953 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10954         {
10955                 .name = "uclamp.min",
10956                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10957                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10958                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10959         },
10960         {
10961                 .name = "uclamp.max",
10962                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10963                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10964                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10965         },
10966 #endif
10967         { }     /* Terminate */
10968 };
10969
10970 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10971                                struct cgroup_subsys_state *css)
10972 {
10973 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10974         {
10975                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10976                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10977                 u64 throttled_usec, burst_usec;
10978
10979                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10980                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10981                 burst_usec = cfs_b->burst_time;
10982                 do_div(burst_usec, NSEC_PER_USEC);
10983
10984                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10985                            "nr_throttled %d\n"
10986                            "throttled_usec %llu\n"
10987                            "nr_bursts %d\n"
10988                            "burst_usec %llu\n",
10989                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10990                            throttled_usec, cfs_b->nr_burst, burst_usec);
10991         }
10992 #endif
10993         return 0;
10994 }
10995
10996 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10997 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10998                                struct cftype *cft)
10999 {
11000         struct task_group *tg = css_tg(css);
11001         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
11002
11003         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
11004 }
11005
11006 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11007                                 struct cftype *cft, u64 weight)
11008 {
11009         /*
11010          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
11011          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
11012          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
11013          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
11014          * the original value over the entire range.
11015          */
11016         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
11017                 return -ERANGE;
11018
11019         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
11020
11021         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11022 }
11023
11024 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11025                                     struct cftype *cft)
11026 {
11027         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
11028         int last_delta = INT_MAX;
11029         int prio, delta;
11030
11031         /* find the closest nice value to the current weight */
11032         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
11033                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
11034                 if (delta >= last_delta)
11035                         break;
11036                 last_delta = delta;
11037         }
11038
11039         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
11040 }
11041
11042 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11043                                      struct cftype *cft, s64 nice)
11044 {
11045         unsigned long weight;
11046         int idx;
11047
11048         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
11049                 return -ERANGE;
11050
11051         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
11052         idx = array_index_nospec(idx, 40);
11053         weight = sched_prio_to_weight[idx];
11054
11055         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11056 }
11057 #endif
11058
11059 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
11060                                                   long period, long quota)
11061 {
11062         if (quota < 0)
11063                 seq_puts(sf, "max");
11064         else
11065                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
11066
11067         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
11068 }
11069
11070 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
11071 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
11072                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
11073 {
11074         char tok[21];   /* U64_MAX */
11075
11076         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
11077                 return -EINVAL;
11078
11079         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
11080
11081         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
11082                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
11083         else if (!strcmp(tok, "max"))
11084                 *quotap = RUNTIME_INF;
11085         else
11086                 return -EINVAL;
11087
11088         return 0;
11089 }
11090
11091 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11092 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
11093 {
11094         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11095
11096         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
11097         return 0;
11098 }
11099
11100 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
11101                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
11102 {
11103         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
11104         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
11105         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
11106         u64 quota;
11107         int ret;
11108
11109         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
11110         if (!ret)
11111                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
11112         return ret ?: nbytes;
11113 }
11114 #endif
11115
11116 static struct cftype cpu_files[] = {
11117 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11118         {
11119                 .name = "weight",
11120                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11121                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
11122                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
11123         },
11124         {
11125                 .name = "weight.nice",
11126                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11127                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
11128                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
11129         },
11130         {
11131                 .name = "idle",
11132                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11133                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11134                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11135         },
11136 #endif
11137 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11138         {
11139                 .name = "max",
11140                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11141                 .seq_show = cpu_max_show,
11142                 .write = cpu_max_write,
11143         },
11144         {
11145                 .name = "max.burst",
11146                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11147                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11148                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11149         },
11150 #endif
11151 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11152         {
11153                 .name = "uclamp.min",
11154                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11155                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11156                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11157         },
11158         {
11159                 .name = "uclamp.max",
11160                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11161                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11162                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11163         },
11164 #endif
11165         { }     /* terminate */
11166 };
11167
11168 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
11169         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
11170         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
11171         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
11172         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
11173         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
11174         .fork           = cpu_cgroup_fork,
11175         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
11176         .attach         = cpu_cgroup_attach,
11177         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
11178         .dfl_cftypes    = cpu_files,
11179         .early_init     = true,
11180         .threaded       = true,
11181 };
11182
11183 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
11184
11185 void dump_cpu_task(int cpu)
11186 {
11187         if (cpu == smp_processor_id() && in_hardirq()) {
11188                 struct pt_regs *regs;
11189
11190                 regs = get_irq_regs();
11191                 if (regs) {
11192                         show_regs(regs);
11193                         return;
11194                 }
11195         }
11196
11197         if (trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
11198                 return;
11199
11200         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
11201         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
11202 }
11203
11204 /*
11205  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
11206  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
11207  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
11208  * that remained on nice 0.
11209  *
11210  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
11211  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
11212  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
11213  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
11214  * the relative distance between them is ~25%.)
11215  */
11216 const int sched_prio_to_weight[40] = {
11217  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
11218  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
11219  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
11220  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
11221  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
11222  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
11223  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
11224  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
11225 };
11226
11227 /*
11228  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
11229  *
11230  * In cases where the weight does not change often, we can use the
11231  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
11232  * into multiplications:
11233  */
11234 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
11235  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
11236  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
11237  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
11238  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
11239  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
11240  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
11241  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
11242  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
11243 };
11244
11245 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
11246 {
11247         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
11248 }