Merge tag 'pwm/for-5.20-rc1' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/thierry...
[linux-2.6-block.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #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/switch_to.h>
77 #include <asm/tlb.h>
78
79 #define CREATE_TRACE_POINTS
80 #include <linux/sched/rseq_api.h>
81 #include <trace/events/sched.h>
82 #undef CREATE_TRACE_POINTS
83
84 #include "sched.h"
85 #include "stats.h"
86 #include "autogroup.h"
87
88 #include "autogroup.h"
89 #include "pelt.h"
90 #include "smp.h"
91 #include "stats.h"
92
93 #include "../workqueue_internal.h"
94 #include "../../fs/io-wq.h"
95 #include "../smpboot.h"
96
97 /*
98  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
99  * associated with them) to allow external modules to probe them.
100  */
101 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
102 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
103 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
104 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
105 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
106 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_thermal_tp);
107 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
108 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
109 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
110 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
111 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
112
113 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
114
115 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
116 /*
117  * Debugging: various feature bits
118  *
119  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
120  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
121  * at compile time and compiler optimization based on features default.
122  */
123 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
124         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
125 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
126 #include "features.h"
127         0;
128 #undef SCHED_FEAT
129
130 /*
131  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
132  * LATENCY_WARN is enabled).
133  *
134  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
135  * per boot.
136  */
137 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
138 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
139 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
140
141 /*
142  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
143  * Limited because this is done with IRQs disabled.
144  */
145 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
146 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 8;
147 #else
148 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
149 #endif
150
151 __read_mostly int scheduler_running;
152
153 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
154
155 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
156
157 /* kernel prio, less is more */
158 static inline int __task_prio(struct task_struct *p)
159 {
160         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
161                 return -2;
162
163         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
164                 return p->prio; /* [-1, 99] */
165
166         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
167                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
168
169         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
170 }
171
172 /*
173  * l(a,b)
174  * le(a,b) := !l(b,a)
175  * g(a,b)  := l(b,a)
176  * ge(a,b) := !l(a,b)
177  */
178
179 /* real prio, less is less */
180 static inline bool prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
181 {
182
183         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
184
185         if (-pa < -pb)
186                 return true;
187
188         if (-pb < -pa)
189                 return false;
190
191         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
192                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
193
194         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
195                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
196
197         return false;
198 }
199
200 static inline bool __sched_core_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
201 {
202         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
203                 return true;
204
205         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
206                 return false;
207
208         /* flip prio, so high prio is leftmost */
209         if (prio_less(b, a, !!task_rq(a)->core->core_forceidle_count))
210                 return true;
211
212         return false;
213 }
214
215 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
216
217 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
218 {
219         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
220 }
221
222 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
223 {
224         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
225         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
226
227         if (cookie < p->core_cookie)
228                 return -1;
229
230         if (cookie > p->core_cookie)
231                 return 1;
232
233         return 0;
234 }
235
236 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
237 {
238         rq->core->core_task_seq++;
239
240         if (!p->core_cookie)
241                 return;
242
243         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
244 }
245
246 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
247 {
248         rq->core->core_task_seq++;
249
250         if (sched_core_enqueued(p)) {
251                 rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
252                 RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
253         }
254
255         /*
256          * Migrating the last task off the cpu, with the cpu in forced idle
257          * state. Reschedule to create an accounting edge for forced idle,
258          * and re-examine whether the core is still in forced idle state.
259          */
260         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE) && rq->nr_running == 1 &&
261             rq->core->core_forceidle_count && rq->curr == rq->idle)
262                 resched_curr(rq);
263 }
264
265 /*
266  * Find left-most (aka, highest priority) task matching @cookie.
267  */
268 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
269 {
270         struct rb_node *node;
271
272         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
273         /*
274          * The idle task always matches any cookie!
275          */
276         if (!node)
277                 return idle_sched_class.pick_task(rq);
278
279         return __node_2_sc(node);
280 }
281
282 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
283 {
284         struct rb_node *node = &p->core_node;
285
286         node = rb_next(node);
287         if (!node)
288                 return NULL;
289
290         p = container_of(node, struct task_struct, core_node);
291         if (p->core_cookie != cookie)
292                 return NULL;
293
294         return p;
295 }
296
297 /*
298  * Magic required such that:
299  *
300  *      raw_spin_rq_lock(rq);
301  *      ...
302  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
303  *
304  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
305  * always agree on what rq has what lock.
306  *
307  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
308  */
309
310 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
311 static atomic_t sched_core_count;
312 static struct cpumask sched_core_mask;
313
314 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
315 {
316         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
317         int t, i = 0;
318
319         local_irq_save(*flags);
320         for_each_cpu(t, smt_mask)
321                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
322 }
323
324 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
325 {
326         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
327         int t;
328
329         for_each_cpu(t, smt_mask)
330                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
331         local_irq_restore(*flags);
332 }
333
334 static void __sched_core_flip(bool enabled)
335 {
336         unsigned long flags;
337         int cpu, t;
338
339         cpus_read_lock();
340
341         /*
342          * Toggle the online cores, one by one.
343          */
344         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
345         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
346                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
347
348                 sched_core_lock(cpu, &flags);
349
350                 for_each_cpu(t, smt_mask)
351                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
352
353                 cpu_rq(cpu)->core->core_forceidle_start = 0;
354
355                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
356
357                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
358         }
359
360         /*
361          * Toggle the offline CPUs.
362          */
363         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_possible_mask);
364         cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, cpu_online_mask);
365
366         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask)
367                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
368
369         cpus_read_unlock();
370 }
371
372 static void sched_core_assert_empty(void)
373 {
374         int cpu;
375
376         for_each_possible_cpu(cpu)
377                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
378 }
379
380 static void __sched_core_enable(void)
381 {
382         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
383         /*
384          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
385          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
386          */
387         synchronize_rcu();
388         __sched_core_flip(true);
389         sched_core_assert_empty();
390 }
391
392 static void __sched_core_disable(void)
393 {
394         sched_core_assert_empty();
395         __sched_core_flip(false);
396         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
397 }
398
399 void sched_core_get(void)
400 {
401         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
402                 return;
403
404         mutex_lock(&sched_core_mutex);
405         if (!atomic_read(&sched_core_count))
406                 __sched_core_enable();
407
408         smp_mb__before_atomic();
409         atomic_inc(&sched_core_count);
410         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
411 }
412
413 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
414 {
415         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
416                 __sched_core_disable();
417                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
418         }
419 }
420
421 void sched_core_put(void)
422 {
423         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
424
425         /*
426          * "There can be only one"
427          *
428          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
429          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
430          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
431          */
432         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
433                 schedule_work(&_work);
434 }
435
436 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
437
438 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
439 static inline void
440 sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags) { }
441
442 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
443
444 /*
445  * Serialization rules:
446  *
447  * Lock order:
448  *
449  *   p->pi_lock
450  *     rq->lock
451  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
452  *
453  *  rq1->lock
454  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
455  *
456  * Regular state:
457  *
458  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
459  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
460  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
461  * to run next.
462  *
463  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
464  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
465  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
466  * ttwu_queue_wakelist() ]
467  *
468  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
469  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
470  *
471  * Special state:
472  *
473  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
474  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
475  * stable while holding either lock:
476  *
477  *  - sched_setaffinity()/
478  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
479  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
480  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
481  *                              p->se.load, p->rt_priority,
482  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
483  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
484  *  - sched_move_task()/
485  *    cpu_cgroup_fork():        p->sched_task_group
486  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
487  *
488  * p->state <- TASK_*:
489  *
490  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
491  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
492  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
493  *   concurrent self.
494  *
495  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
496  *
497  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
498  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
499  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
500  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
501  *
502  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
503  *
504  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
505  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
506  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
507  *
508  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
509  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
510  *
511  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
512  *
513  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
514  *
515  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
516  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
517  *
518  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
519  *
520  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
521  *
522  *  - for migration called under rq->lock:
523  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
524  *
525  *    o move_queued_task()
526  *    o detach_task()
527  *
528  *  - for migration called under double_rq_lock():
529  *
530  *    o __migrate_swap_task()
531  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
532  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
533  *    o dl_task_offline_migration()
534  *
535  */
536
537 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
538 {
539         raw_spinlock_t *lock;
540
541         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
542         preempt_disable();
543         if (sched_core_disabled()) {
544                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
545                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
546                 preempt_enable_no_resched();
547                 return;
548         }
549
550         for (;;) {
551                 lock = __rq_lockp(rq);
552                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
553                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
554                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
555                         preempt_enable_no_resched();
556                         return;
557                 }
558                 raw_spin_unlock(lock);
559         }
560 }
561
562 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
563 {
564         raw_spinlock_t *lock;
565         bool ret;
566
567         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
568         preempt_disable();
569         if (sched_core_disabled()) {
570                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
571                 preempt_enable();
572                 return ret;
573         }
574
575         for (;;) {
576                 lock = __rq_lockp(rq);
577                 ret = raw_spin_trylock(lock);
578                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
579                         preempt_enable();
580                         return ret;
581                 }
582                 raw_spin_unlock(lock);
583         }
584 }
585
586 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
587 {
588         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
589 }
590
591 #ifdef CONFIG_SMP
592 /*
593  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
594  */
595 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
596 {
597         lockdep_assert_irqs_disabled();
598
599         if (rq_order_less(rq2, rq1))
600                 swap(rq1, rq2);
601
602         raw_spin_rq_lock(rq1);
603         if (__rq_lockp(rq1) != __rq_lockp(rq2))
604                 raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
605
606         double_rq_clock_clear_update(rq1, rq2);
607 }
608 #endif
609
610 /*
611  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
612  */
613 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
614         __acquires(rq->lock)
615 {
616         struct rq *rq;
617
618         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
619
620         for (;;) {
621                 rq = task_rq(p);
622                 raw_spin_rq_lock(rq);
623                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
624                         rq_pin_lock(rq, rf);
625                         return rq;
626                 }
627                 raw_spin_rq_unlock(rq);
628
629                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
630                         cpu_relax();
631         }
632 }
633
634 /*
635  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
636  */
637 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
638         __acquires(p->pi_lock)
639         __acquires(rq->lock)
640 {
641         struct rq *rq;
642
643         for (;;) {
644                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
645                 rq = task_rq(p);
646                 raw_spin_rq_lock(rq);
647                 /*
648                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
649                  *
650                  *      ACQUIRE (rq->lock)
651                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
652                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
653                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
654                  *                                      [L] ->on_rq
655                  *      RELEASE (rq->lock)
656                  *
657                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
658                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
659                  *
660                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
661                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
662                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
663                  */
664                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
665                         rq_pin_lock(rq, rf);
666                         return rq;
667                 }
668                 raw_spin_rq_unlock(rq);
669                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
670
671                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
672                         cpu_relax();
673         }
674 }
675
676 /*
677  * RQ-clock updating methods:
678  */
679
680 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
681 {
682 /*
683  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
684  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
685  */
686         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
687
688 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
689         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
690
691         /*
692          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
693          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
694          * {soft,}irq region.
695          *
696          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
697          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
698          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
699          * monotonic.
700          *
701          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
702          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
703          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
704          * atomic ops.
705          */
706         if (irq_delta > delta)
707                 irq_delta = delta;
708
709         rq->prev_irq_time += irq_delta;
710         delta -= irq_delta;
711 #endif
712 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
713         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
714                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
715                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
716
717                 if (unlikely(steal > delta))
718                         steal = delta;
719
720                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
721                 delta -= steal;
722         }
723 #endif
724
725         rq->clock_task += delta;
726
727 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
728         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
729                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
730 #endif
731         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
732 }
733
734 void update_rq_clock(struct rq *rq)
735 {
736         s64 delta;
737
738         lockdep_assert_rq_held(rq);
739
740         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
741                 return;
742
743 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
744         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
745                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
746         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
747 #endif
748
749         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
750         if (delta < 0)
751                 return;
752         rq->clock += delta;
753         update_rq_clock_task(rq, delta);
754 }
755
756 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
757 /*
758  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
759  */
760
761 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
762 {
763         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
764                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
765 }
766
767 /*
768  * High-resolution timer tick.
769  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
770  */
771 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
772 {
773         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
774         struct rq_flags rf;
775
776         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
777
778         rq_lock(rq, &rf);
779         update_rq_clock(rq);
780         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
781         rq_unlock(rq, &rf);
782
783         return HRTIMER_NORESTART;
784 }
785
786 #ifdef CONFIG_SMP
787
788 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
789 {
790         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
791         ktime_t time = rq->hrtick_time;
792
793         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
794 }
795
796 /*
797  * called from hardirq (IPI) context
798  */
799 static void __hrtick_start(void *arg)
800 {
801         struct rq *rq = arg;
802         struct rq_flags rf;
803
804         rq_lock(rq, &rf);
805         __hrtick_restart(rq);
806         rq_unlock(rq, &rf);
807 }
808
809 /*
810  * Called to set the hrtick timer state.
811  *
812  * called with rq->lock held and irqs disabled
813  */
814 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
815 {
816         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
817         s64 delta;
818
819         /*
820          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
821          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
822          */
823         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
824         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
825
826         if (rq == this_rq())
827                 __hrtick_restart(rq);
828         else
829                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
830 }
831
832 #else
833 /*
834  * Called to set the hrtick timer state.
835  *
836  * called with rq->lock held and irqs disabled
837  */
838 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
839 {
840         /*
841          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
842          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
843          */
844         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
845         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
846                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
847 }
848
849 #endif /* CONFIG_SMP */
850
851 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
852 {
853 #ifdef CONFIG_SMP
854         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
855 #endif
856         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
857         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
858 }
859 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
860 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
861 {
862 }
863
864 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
865 {
866 }
867 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
868
869 /*
870  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
871  */
872 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
873         ({                                                              \
874                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
875                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
876                 typeof(*_ptr) _val = *_ptr;                             \
877                                                                         \
878                 do {                                                    \
879                 } while (!try_cmpxchg(_ptr, &_val, _val | _mask));      \
880         _val;                                                           \
881 })
882
883 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
884 /*
885  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
886  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
887  * spurious IPIs.
888  */
889 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
890 {
891         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
892         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
893 }
894
895 /*
896  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
897  *
898  * If this returns true, then the idle task promises to call
899  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
900  */
901 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
902 {
903         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
904         typeof(ti->flags) val = READ_ONCE(ti->flags);
905
906         for (;;) {
907                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
908                         return false;
909                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
910                         return true;
911                 if (try_cmpxchg(&ti->flags, &val, val | _TIF_NEED_RESCHED))
912                         break;
913         }
914         return true;
915 }
916
917 #else
918 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
919 {
920         set_tsk_need_resched(p);
921         return true;
922 }
923
924 #ifdef CONFIG_SMP
925 static inline bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
926 {
927         return false;
928 }
929 #endif
930 #endif
931
932 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
933 {
934         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
935
936         /*
937          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
938          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
939          * wakeup due to that.
940          *
941          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
942          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
943          */
944         smp_mb__before_atomic();
945         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
946                 return false;
947
948         /*
949          * The head is context local, there can be no concurrency.
950          */
951         *head->lastp = node;
952         head->lastp = &node->next;
953         return true;
954 }
955
956 /**
957  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
958  * @head: the wake_q_head to add @task to
959  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
960  *
961  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
962  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
963  * instantly.
964  *
965  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
966  * must be ready to be woken at this location.
967  */
968 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
969 {
970         if (__wake_q_add(head, task))
971                 get_task_struct(task);
972 }
973
974 /**
975  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
976  * @head: the wake_q_head to add @task to
977  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
978  *
979  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
980  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
981  * instantly.
982  *
983  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
984  * must be ready to be woken at this location.
985  *
986  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
987  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
988  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
989  * queued for wakeup.
990  */
991 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
992 {
993         if (!__wake_q_add(head, task))
994                 put_task_struct(task);
995 }
996
997 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
998 {
999         struct wake_q_node *node = head->first;
1000
1001         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
1002                 struct task_struct *task;
1003
1004                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
1005                 /* Task can safely be re-inserted now: */
1006                 node = node->next;
1007                 task->wake_q.next = NULL;
1008
1009                 /*
1010                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
1011                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
1012                  */
1013                 wake_up_process(task);
1014                 put_task_struct(task);
1015         }
1016 }
1017
1018 /*
1019  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
1020  *
1021  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1022  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1023  * the target CPU.
1024  */
1025 void resched_curr(struct rq *rq)
1026 {
1027         struct task_struct *curr = rq->curr;
1028         int cpu;
1029
1030         lockdep_assert_rq_held(rq);
1031
1032         if (test_tsk_need_resched(curr))
1033                 return;
1034
1035         cpu = cpu_of(rq);
1036
1037         if (cpu == smp_processor_id()) {
1038                 set_tsk_need_resched(curr);
1039                 set_preempt_need_resched();
1040                 return;
1041         }
1042
1043         if (set_nr_and_not_polling(curr))
1044                 smp_send_reschedule(cpu);
1045         else
1046                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1047 }
1048
1049 void resched_cpu(int cpu)
1050 {
1051         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1052         unsigned long flags;
1053
1054         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
1055         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
1056                 resched_curr(rq);
1057         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
1058 }
1059
1060 #ifdef CONFIG_SMP
1061 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1062 /*
1063  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1064  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1065  *
1066  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1067  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1068  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1069  */
1070 int get_nohz_timer_target(void)
1071 {
1072         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1073         struct sched_domain *sd;
1074         const struct cpumask *hk_mask;
1075
1076         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TIMER)) {
1077                 if (!idle_cpu(cpu))
1078                         return cpu;
1079                 default_cpu = cpu;
1080         }
1081
1082         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_TIMER);
1083
1084         rcu_read_lock();
1085         for_each_domain(cpu, sd) {
1086                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1087                         if (cpu == i)
1088                                 continue;
1089
1090                         if (!idle_cpu(i)) {
1091                                 cpu = i;
1092                                 goto unlock;
1093                         }
1094                 }
1095         }
1096
1097         if (default_cpu == -1)
1098                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_TYPE_TIMER);
1099         cpu = default_cpu;
1100 unlock:
1101         rcu_read_unlock();
1102         return cpu;
1103 }
1104
1105 /*
1106  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1107  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1108  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1109  * idle system the next event might even be infinite time into the
1110  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1111  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1112  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1113  * wheel for the next timer event.
1114  */
1115 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1116 {
1117         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1118
1119         if (cpu == smp_processor_id())
1120                 return;
1121
1122         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1123                 smp_send_reschedule(cpu);
1124         else
1125                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1126 }
1127
1128 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1129 {
1130         /*
1131          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1132          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1133          * If needed we can still optimize that later with an
1134          * empty IRQ.
1135          */
1136         if (cpu_is_offline(cpu))
1137                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1138         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1139                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1140                     tick_nohz_tick_stopped())
1141                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1142                 return true;
1143         }
1144
1145         return false;
1146 }
1147
1148 /*
1149  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1150  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1151  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1152  */
1153 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1154 {
1155         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1156                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1157 }
1158
1159 static void nohz_csd_func(void *info)
1160 {
1161         struct rq *rq = info;
1162         int cpu = cpu_of(rq);
1163         unsigned int flags;
1164
1165         /*
1166          * Release the rq::nohz_csd.
1167          */
1168         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1169         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1170
1171         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1172         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1173                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1174                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1175         }
1176 }
1177
1178 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1179
1180 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1181 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1182 {
1183         int fifo_nr_running;
1184
1185         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1186         if (rq->dl.dl_nr_running)
1187                 return false;
1188
1189         /*
1190          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1191          * actual RR behaviour.
1192          */
1193         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1194                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1195                         return true;
1196                 else
1197                         return false;
1198         }
1199
1200         /*
1201          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1202          * forced preemption between FIFO tasks.
1203          */
1204         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1205         if (fifo_nr_running)
1206                 return true;
1207
1208         /*
1209          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1210          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1211          * preemption.
1212          */
1213         if (rq->nr_running > 1)
1214                 return false;
1215
1216         return true;
1217 }
1218 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1219 #endif /* CONFIG_SMP */
1220
1221 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1222                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1223 /*
1224  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1225  * node and @up when leaving it for the final time.
1226  *
1227  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1228  */
1229 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1230                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1231 {
1232         struct task_group *parent, *child;
1233         int ret;
1234
1235         parent = from;
1236
1237 down:
1238         ret = (*down)(parent, data);
1239         if (ret)
1240                 goto out;
1241         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1242                 parent = child;
1243                 goto down;
1244
1245 up:
1246                 continue;
1247         }
1248         ret = (*up)(parent, data);
1249         if (ret || parent == from)
1250                 goto out;
1251
1252         child = parent;
1253         parent = parent->parent;
1254         if (parent)
1255                 goto up;
1256 out:
1257         return ret;
1258 }
1259
1260 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1261 {
1262         return 0;
1263 }
1264 #endif
1265
1266 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1267 {
1268         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1269         struct load_weight *load = &p->se.load;
1270
1271         /*
1272          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1273          */
1274         if (task_has_idle_policy(p)) {
1275                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1276                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1277                 return;
1278         }
1279
1280         /*
1281          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1282          * weight
1283          */
1284         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1285                 reweight_task(p, prio);
1286         } else {
1287                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1288                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1289         }
1290 }
1291
1292 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1293 /*
1294  * Serializes updates of utilization clamp values
1295  *
1296  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1297  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1298  * support enqueue/dequeue operations.
1299  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1300  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1301  * updates or API abuses.
1302  */
1303 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1304
1305 /* Max allowed minimum utilization */
1306 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1307
1308 /* Max allowed maximum utilization */
1309 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1310
1311 /*
1312  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1313  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1314  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1315  *
1316  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1317  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1318  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1319  * battery life.
1320  *
1321  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1322  *
1323  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1324  * above.
1325  */
1326 static unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1327
1328 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1329 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1330
1331 /*
1332  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1333  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1334  * enqueue/dequeue_task().
1335  *
1336  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1337  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1338  *
1339  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1340  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1341  * functionality.
1342  *
1343  * The knobs that would enable this static key are:
1344  *
1345  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1346  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1347  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1348  */
1349 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1350
1351 /* Integer rounded range for each bucket */
1352 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1353
1354 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1355         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1356
1357 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1358 {
1359         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1360 }
1361
1362 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1363 {
1364         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1365                 return 0;
1366         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1367 }
1368
1369 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1370                                  unsigned int value, bool user_defined)
1371 {
1372         uc_se->value = value;
1373         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1374         uc_se->user_defined = user_defined;
1375 }
1376
1377 static inline unsigned int
1378 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1379                   unsigned int clamp_value)
1380 {
1381         /*
1382          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1383          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1384          * max-clamp.
1385          */
1386         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1387                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1388                 return clamp_value;
1389         }
1390
1391         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1392 }
1393
1394 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1395                                      unsigned int clamp_value)
1396 {
1397         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1398         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1399                 return;
1400
1401         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
1402 }
1403
1404 static inline
1405 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1406                                    unsigned int clamp_value)
1407 {
1408         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1409         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1410
1411         /*
1412          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1413          * top most bucket with tasks in.
1414          */
1415         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1416                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1417                         continue;
1418                 return bucket[bucket_id].value;
1419         }
1420
1421         /* No tasks -- default clamp values */
1422         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1423 }
1424
1425 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1426 {
1427         unsigned int default_util_min;
1428         struct uclamp_se *uc_se;
1429
1430         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1431
1432         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1433
1434         /* Only sync if user didn't override the default */
1435         if (uc_se->user_defined)
1436                 return;
1437
1438         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1439         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1440 }
1441
1442 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1443 {
1444         struct rq_flags rf;
1445         struct rq *rq;
1446
1447         if (!rt_task(p))
1448                 return;
1449
1450         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1451         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1452         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1453         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1454 }
1455
1456 static inline struct uclamp_se
1457 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1458 {
1459         /* Copy by value as we could modify it */
1460         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1461 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1462         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1463
1464         /*
1465          * Tasks in autogroups or root task group will be
1466          * restricted by system defaults.
1467          */
1468         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1469                 return uc_req;
1470         if (task_group(p) == &root_task_group)
1471                 return uc_req;
1472
1473         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1474         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1475         value = uc_req.value;
1476         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1477         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1478 #endif
1479
1480         return uc_req;
1481 }
1482
1483 /*
1484  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1485  * priority:
1486  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1487  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1488  *   group or in an autogroup
1489  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1490  */
1491 static inline struct uclamp_se
1492 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1493 {
1494         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1495         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1496
1497         /* System default restrictions always apply */
1498         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1499                 return uc_max;
1500
1501         return uc_req;
1502 }
1503
1504 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1505 {
1506         struct uclamp_se uc_eff;
1507
1508         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1509         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1510                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1511
1512         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1513
1514         return (unsigned long)uc_eff.value;
1515 }
1516
1517 /*
1518  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1519  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1520  * updates the rq's clamp value if required.
1521  *
1522  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1523  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1524  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1525  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1526  */
1527 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1528                                     enum uclamp_id clamp_id)
1529 {
1530         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1531         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1532         struct uclamp_bucket *bucket;
1533
1534         lockdep_assert_rq_held(rq);
1535
1536         /* Update task effective clamp */
1537         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1538
1539         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1540         bucket->tasks++;
1541         uc_se->active = true;
1542
1543         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1544
1545         /*
1546          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1547          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1548          */
1549         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1550                 bucket->value = uc_se->value;
1551
1552         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
1553                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
1554 }
1555
1556 /*
1557  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1558  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1559  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1560  *
1561  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1562  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1563  * enforce the expected state and warn.
1564  */
1565 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1566                                     enum uclamp_id clamp_id)
1567 {
1568         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1569         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1570         struct uclamp_bucket *bucket;
1571         unsigned int bkt_clamp;
1572         unsigned int rq_clamp;
1573
1574         lockdep_assert_rq_held(rq);
1575
1576         /*
1577          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1578          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1579          *
1580          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1581          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1582          * here.
1583          *
1584          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1585          * problem too
1586          *
1587          *      enqueue(taskA)
1588          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1589          *      enqueue(taskB)
1590          *      dequeue(taskA)
1591          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1592          *      dequeue(taskB)
1593          *
1594          * where we could end up with stale data in uc_se and
1595          * bucket[uc_se->bucket_id].
1596          *
1597          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1598          */
1599         if (unlikely(!uc_se->active))
1600                 return;
1601
1602         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1603
1604         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1605         if (likely(bucket->tasks))
1606                 bucket->tasks--;
1607
1608         uc_se->active = false;
1609
1610         /*
1611          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1612          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1613          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1614          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1615          */
1616         if (likely(bucket->tasks))
1617                 return;
1618
1619         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1620         /*
1621          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1622          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1623          */
1624         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1625         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1626                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1627                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1628         }
1629 }
1630
1631 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1632 {
1633         enum uclamp_id clamp_id;
1634
1635         /*
1636          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1637          *
1638          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1639          * sched_uclamp_used is disabled.
1640          */
1641         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1642                 return;
1643
1644         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1645                 return;
1646
1647         for_each_clamp_id(clamp_id)
1648                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1649
1650         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1651         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1652                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1653 }
1654
1655 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1656 {
1657         enum uclamp_id clamp_id;
1658
1659         /*
1660          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1661          *
1662          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1663          * sched_uclamp_used is disabled.
1664          */
1665         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1666                 return;
1667
1668         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1669                 return;
1670
1671         for_each_clamp_id(clamp_id)
1672                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1673 }
1674
1675 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1676                                       enum uclamp_id clamp_id)
1677 {
1678         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1679                 return;
1680
1681         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1682         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1683
1684         /*
1685          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1686          * active tasks on rq.
1687          */
1688         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1689                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1690 }
1691
1692 static inline void
1693 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1694 {
1695         enum uclamp_id clamp_id;
1696         struct rq_flags rf;
1697         struct rq *rq;
1698
1699         /*
1700          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1701          *
1702          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1703          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1704          * enqueues, dequeues and migration operations.
1705          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1706          */
1707         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1708
1709         /*
1710          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1711          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1712          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1713          * it will already see the updated clamp bucket value.
1714          */
1715         for_each_clamp_id(clamp_id)
1716                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1717
1718         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1719 }
1720
1721 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1722 static inline void
1723 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1724 {
1725         struct css_task_iter it;
1726         struct task_struct *p;
1727
1728         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1729         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1730                 uclamp_update_active(p);
1731         css_task_iter_end(&it);
1732 }
1733
1734 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1735 #endif
1736
1737 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1738 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1739 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1740 static void uclamp_update_root_tg(void)
1741 {
1742         struct task_group *tg = &root_task_group;
1743
1744         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1745                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1746         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1747                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1748
1749         rcu_read_lock();
1750         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1751         rcu_read_unlock();
1752 }
1753 #else
1754 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1755 #endif
1756
1757 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1758 {
1759         struct task_struct *g, *p;
1760
1761         /*
1762          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1763          *                                        uclamp_min_rt = X;
1764          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1765          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1766          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1767          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1768          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1769          *
1770          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1771          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1772          * task.
1773          */
1774         read_lock(&tasklist_lock);
1775         smp_mb__after_spinlock();
1776         read_unlock(&tasklist_lock);
1777
1778         rcu_read_lock();
1779         for_each_process_thread(g, p)
1780                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1781         rcu_read_unlock();
1782 }
1783
1784 static int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1785                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1786 {
1787         bool update_root_tg = false;
1788         int old_min, old_max, old_min_rt;
1789         int result;
1790
1791         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1792         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1793         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1794         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1795
1796         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1797         if (result)
1798                 goto undo;
1799         if (!write)
1800                 goto done;
1801
1802         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1803             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1804             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1805
1806                 result = -EINVAL;
1807                 goto undo;
1808         }
1809
1810         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1811                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1812                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1813                 update_root_tg = true;
1814         }
1815         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1816                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1817                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1818                 update_root_tg = true;
1819         }
1820
1821         if (update_root_tg) {
1822                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1823                 uclamp_update_root_tg();
1824         }
1825
1826         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1827                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1828                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1829         }
1830
1831         /*
1832          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1833          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1834          * task enqueue time.
1835          */
1836
1837         goto done;
1838
1839 undo:
1840         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1841         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1842         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1843 done:
1844         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1845
1846         return result;
1847 }
1848 #endif
1849 #endif
1850
1851 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1852                            const struct sched_attr *attr)
1853 {
1854         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1855         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1856
1857         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1858                 util_min = attr->sched_util_min;
1859
1860                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1861                         return -EINVAL;
1862         }
1863
1864         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1865                 util_max = attr->sched_util_max;
1866
1867                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1868                         return -EINVAL;
1869         }
1870
1871         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1872                 return -EINVAL;
1873
1874         /*
1875          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1876          *
1877          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1878          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1879          * scheduler locks.
1880          */
1881         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1882
1883         return 0;
1884 }
1885
1886 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1887                          enum uclamp_id clamp_id,
1888                          struct uclamp_se *uc_se)
1889 {
1890         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1891         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1892             !uc_se->user_defined)
1893                 return true;
1894
1895         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1896         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1897             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1898             attr->sched_util_min == -1) {
1899                 return true;
1900         }
1901
1902         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1903             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1904             attr->sched_util_max == -1) {
1905                 return true;
1906         }
1907
1908         return false;
1909 }
1910
1911 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1912                                   const struct sched_attr *attr)
1913 {
1914         enum uclamp_id clamp_id;
1915
1916         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1917                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1918                 unsigned int value;
1919
1920                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1921                         continue;
1922
1923                 /*
1924                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1925                  * at runtime.
1926                  */
1927                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1928                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1929                 else
1930                         value = uclamp_none(clamp_id);
1931
1932                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1933
1934         }
1935
1936         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1937                 return;
1938
1939         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1940             attr->sched_util_min != -1) {
1941                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1942                               attr->sched_util_min, true);
1943         }
1944
1945         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1946             attr->sched_util_max != -1) {
1947                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1948                               attr->sched_util_max, true);
1949         }
1950 }
1951
1952 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1953 {
1954         enum uclamp_id clamp_id;
1955
1956         /*
1957          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1958          * as the task is still at its early fork stages.
1959          */
1960         for_each_clamp_id(clamp_id)
1961                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1962
1963         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1964                 return;
1965
1966         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1967                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1968                               uclamp_none(clamp_id), false);
1969         }
1970 }
1971
1972 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1973 {
1974         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1975 }
1976
1977 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1978 {
1979         enum uclamp_id clamp_id;
1980         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1981
1982         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1983                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
1984                         .value = uclamp_none(clamp_id)
1985                 };
1986         }
1987
1988         rq->uclamp_flags = UCLAMP_FLAG_IDLE;
1989 }
1990
1991 static void __init init_uclamp(void)
1992 {
1993         struct uclamp_se uc_max = {};
1994         enum uclamp_id clamp_id;
1995         int cpu;
1996
1997         for_each_possible_cpu(cpu)
1998                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
1999
2000         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2001                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
2002                               uclamp_none(clamp_id), false);
2003         }
2004
2005         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
2006         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
2007         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2008                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
2009 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
2010                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
2011                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
2012 #endif
2013         }
2014 }
2015
2016 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2017 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2018 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2019 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
2020                                   const struct sched_attr *attr)
2021 {
2022         return -EOPNOTSUPP;
2023 }
2024 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
2025                                   const struct sched_attr *attr) { }
2026 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
2027 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
2028 static inline void init_uclamp(void) { }
2029 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2030
2031 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
2032 {
2033         return task_on_rq_queued(p);
2034 }
2035
2036 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
2037 {
2038         unsigned long ip = 0;
2039         unsigned int state;
2040
2041         if (!p || p == current)
2042                 return 0;
2043
2044         /* Only get wchan if task is blocked and we can keep it that way. */
2045         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2046         state = READ_ONCE(p->__state);
2047         smp_rmb(); /* see try_to_wake_up() */
2048         if (state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq)
2049                 ip = __get_wchan(p);
2050         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2051
2052         return ip;
2053 }
2054
2055 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2056 {
2057         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
2058                 update_rq_clock(rq);
2059
2060         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
2061                 sched_info_enqueue(rq, p);
2062                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
2063         }
2064
2065         uclamp_rq_inc(rq, p);
2066         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
2067
2068         if (sched_core_enabled(rq))
2069                 sched_core_enqueue(rq, p);
2070 }
2071
2072 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2073 {
2074         if (sched_core_enabled(rq))
2075                 sched_core_dequeue(rq, p, flags);
2076
2077         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
2078                 update_rq_clock(rq);
2079
2080         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
2081                 sched_info_dequeue(rq, p);
2082                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2083         }
2084
2085         uclamp_rq_dec(rq, p);
2086         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
2087 }
2088
2089 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2090 {
2091         enqueue_task(rq, p, flags);
2092
2093         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2094 }
2095
2096 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2097 {
2098         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2099
2100         dequeue_task(rq, p, flags);
2101 }
2102
2103 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2104 {
2105         int prio;
2106
2107         if (dl_policy(policy))
2108                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2109         else if (rt_policy(policy))
2110                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2111         else
2112                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2113
2114         return prio;
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2119  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2120  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2121  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2122  * estimator recalculates.
2123  */
2124 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2125 {
2126         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2131  * taken into account by the scheduler. This value might
2132  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2133  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2134  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2135  */
2136 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2137 {
2138         p->normal_prio = normal_prio(p);
2139         /*
2140          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2141          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2142          * to the normal priority:
2143          */
2144         if (!rt_prio(p->prio))
2145                 return p->normal_prio;
2146         return p->prio;
2147 }
2148
2149 /**
2150  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2151  * @p: the task in question.
2152  *
2153  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2154  */
2155 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2156 {
2157         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2158 }
2159
2160 /*
2161  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2162  * use the balance_callback list if you want balancing.
2163  *
2164  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2165  * balance_callback().
2166  */
2167 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2168                                        const struct sched_class *prev_class,
2169                                        int oldprio)
2170 {
2171         if (prev_class != p->sched_class) {
2172                 if (prev_class->switched_from)
2173                         prev_class->switched_from(rq, p);
2174
2175                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2176         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2177                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2178 }
2179
2180 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2181 {
2182         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2183                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2184         else if (sched_class_above(p->sched_class, rq->curr->sched_class))
2185                 resched_curr(rq);
2186
2187         /*
2188          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2189          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2190          */
2191         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2192                 rq_clock_skip_update(rq);
2193 }
2194
2195 #ifdef CONFIG_SMP
2196
2197 static void
2198 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags);
2199
2200 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2201                                   const struct cpumask *new_mask,
2202                                   u32 flags);
2203
2204 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2205 {
2206         if (likely(!p->migration_disabled))
2207                 return;
2208
2209         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2210                 return;
2211
2212         /*
2213          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2214          */
2215         __do_set_cpus_allowed(p, cpumask_of(rq->cpu), SCA_MIGRATE_DISABLE);
2216 }
2217
2218 void migrate_disable(void)
2219 {
2220         struct task_struct *p = current;
2221
2222         if (p->migration_disabled) {
2223                 p->migration_disabled++;
2224                 return;
2225         }
2226
2227         preempt_disable();
2228         this_rq()->nr_pinned++;
2229         p->migration_disabled = 1;
2230         preempt_enable();
2231 }
2232 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2233
2234 void migrate_enable(void)
2235 {
2236         struct task_struct *p = current;
2237
2238         if (p->migration_disabled > 1) {
2239                 p->migration_disabled--;
2240                 return;
2241         }
2242
2243         if (WARN_ON_ONCE(!p->migration_disabled))
2244                 return;
2245
2246         /*
2247          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2248          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2249          */
2250         preempt_disable();
2251         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2252                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &p->cpus_mask, SCA_MIGRATE_ENABLE);
2253         /*
2254          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2255          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2256          * select_fallback_rq) get confused.
2257          */
2258         barrier();
2259         p->migration_disabled = 0;
2260         this_rq()->nr_pinned--;
2261         preempt_enable();
2262 }
2263 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2264
2265 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2266 {
2267         return rq->nr_pinned;
2268 }
2269
2270 /*
2271  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2272  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2273  */
2274 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2275 {
2276         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2277         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2278                 return false;
2279
2280         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2281         if (is_migration_disabled(p))
2282                 return cpu_online(cpu);
2283
2284         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2285         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2286                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2287
2288         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2289         if (kthread_is_per_cpu(p))
2290                 return cpu_online(cpu);
2291
2292         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2293         if (cpu_dying(cpu))
2294                 return false;
2295
2296         /* But are allowed during online. */
2297         return cpu_online(cpu);
2298 }
2299
2300 /*
2301  * This is how migration works:
2302  *
2303  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2304  *    stop_one_cpu().
2305  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2306  *    off the CPU)
2307  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2308  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2309  *    it and puts it into the right queue.
2310  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2311  *    is done.
2312  */
2313
2314 /*
2315  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2316  *
2317  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2318  */
2319 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2320                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2321 {
2322         lockdep_assert_rq_held(rq);
2323
2324         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2325         set_task_cpu(p, new_cpu);
2326         rq_unlock(rq, rf);
2327
2328         rq = cpu_rq(new_cpu);
2329
2330         rq_lock(rq, rf);
2331         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
2332         activate_task(rq, p, 0);
2333         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2334
2335         return rq;
2336 }
2337
2338 struct migration_arg {
2339         struct task_struct              *task;
2340         int                             dest_cpu;
2341         struct set_affinity_pending     *pending;
2342 };
2343
2344 /*
2345  * @refs: number of wait_for_completion()
2346  * @stop_pending: is @stop_work in use
2347  */
2348 struct set_affinity_pending {
2349         refcount_t              refs;
2350         unsigned int            stop_pending;
2351         struct completion       done;
2352         struct cpu_stop_work    stop_work;
2353         struct migration_arg    arg;
2354 };
2355
2356 /*
2357  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2358  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2359  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2360  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2361  *
2362  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2363  * as the task is no longer on this CPU.
2364  */
2365 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2366                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2367 {
2368         /* Affinity changed (again). */
2369         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2370                 return rq;
2371
2372         update_rq_clock(rq);
2373         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2374
2375         return rq;
2376 }
2377
2378 /*
2379  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2380  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2381  * 'pushing' onto another runqueue.
2382  */
2383 static int migration_cpu_stop(void *data)
2384 {
2385         struct migration_arg *arg = data;
2386         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2387         struct task_struct *p = arg->task;
2388         struct rq *rq = this_rq();
2389         bool complete = false;
2390         struct rq_flags rf;
2391
2392         /*
2393          * The original target CPU might have gone down and we might
2394          * be on another CPU but it doesn't matter.
2395          */
2396         local_irq_save(rf.flags);
2397         /*
2398          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2399          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2400          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2401          */
2402         flush_smp_call_function_queue();
2403
2404         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2405         rq_lock(rq, &rf);
2406
2407         /*
2408          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2409          * p->migration_pending must have remained stable.
2410          */
2411         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2412
2413         /*
2414          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2415          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2416          * we're holding p->pi_lock.
2417          */
2418         if (task_rq(p) == rq) {
2419                 if (is_migration_disabled(p))
2420                         goto out;
2421
2422                 if (pending) {
2423                         p->migration_pending = NULL;
2424                         complete = true;
2425
2426                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2427                                 goto out;
2428                 }
2429
2430                 if (task_on_rq_queued(p))
2431                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2432                 else
2433                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2434
2435                 /*
2436                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2437                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2438                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2439                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2440                  */
2441
2442         } else if (pending) {
2443                 /*
2444                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2445                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2446                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2447                  *
2448                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2449                  * more likely.
2450                  */
2451
2452                 /*
2453                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2454                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2455                  * somewhere allowed, we're done.
2456                  */
2457                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2458                         p->migration_pending = NULL;
2459                         complete = true;
2460                         goto out;
2461                 }
2462
2463                 /*
2464                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2465                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2466                  * it.
2467                  */
2468                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2469                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2470                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2471                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2472                 return 0;
2473         }
2474 out:
2475         if (pending)
2476                 pending->stop_pending = false;
2477         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2478
2479         if (complete)
2480                 complete_all(&pending->done);
2481
2482         return 0;
2483 }
2484
2485 int push_cpu_stop(void *arg)
2486 {
2487         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2488         struct task_struct *p = arg;
2489
2490         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2491         raw_spin_rq_lock(rq);
2492
2493         if (task_rq(p) != rq)
2494                 goto out_unlock;
2495
2496         if (is_migration_disabled(p)) {
2497                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2498                 goto out_unlock;
2499         }
2500
2501         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2502
2503         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2504                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2505
2506         if (!lowest_rq)
2507                 goto out_unlock;
2508
2509         // XXX validate p is still the highest prio task
2510         if (task_rq(p) == rq) {
2511                 deactivate_task(rq, p, 0);
2512                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2513                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2514                 resched_curr(lowest_rq);
2515         }
2516
2517         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2518
2519 out_unlock:
2520         rq->push_busy = false;
2521         raw_spin_rq_unlock(rq);
2522         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2523
2524         put_task_struct(p);
2525         return 0;
2526 }
2527
2528 /*
2529  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2530  * actually call this function.
2531  */
2532 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2533 {
2534         if (flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2535                 p->cpus_ptr = new_mask;
2536                 return;
2537         }
2538
2539         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
2540         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
2541 }
2542
2543 static void
2544 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2545 {
2546         struct rq *rq = task_rq(p);
2547         bool queued, running;
2548
2549         /*
2550          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2551          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2552          * p->pi_lock.
2553          *
2554          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2555          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2556          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2557          * before finish_task().
2558          *
2559          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2560          */
2561         if (flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2562                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2563         else
2564                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2565
2566         queued = task_on_rq_queued(p);
2567         running = task_current(rq, p);
2568
2569         if (queued) {
2570                 /*
2571                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2572                  * holding rq->lock.
2573                  */
2574                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2575                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2576         }
2577         if (running)
2578                 put_prev_task(rq, p);
2579
2580         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2581
2582         if (queued)
2583                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2584         if (running)
2585                 set_next_task(rq, p);
2586 }
2587
2588 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2589 {
2590         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, 0);
2591 }
2592
2593 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2594                       int node)
2595 {
2596         if (!src->user_cpus_ptr)
2597                 return 0;
2598
2599         dst->user_cpus_ptr = kmalloc_node(cpumask_size(), GFP_KERNEL, node);
2600         if (!dst->user_cpus_ptr)
2601                 return -ENOMEM;
2602
2603         cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2604         return 0;
2605 }
2606
2607 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2608 {
2609         struct cpumask *user_mask = NULL;
2610
2611         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2612
2613         return user_mask;
2614 }
2615
2616 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2617 {
2618         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2619 }
2620
2621 /*
2622  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2623  *
2624  *
2625  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2626  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2627  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2628  *
2629  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2630  * Consider:
2631  *
2632  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2633  *
2634  *     P0@CPU0                  P1
2635  *
2636  *     migrate_disable();
2637  *     <preempted>
2638  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2639  *
2640  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2641  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2642  * This means we need the following scheme:
2643  *
2644  *     P0@CPU0                  P1
2645  *
2646  *     migrate_disable();
2647  *     <preempted>
2648  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2649  *                                <blocks>
2650  *     <resumes>
2651  *     migrate_enable();
2652  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2653  *       <wakes local stopper>
2654  *                         `--> <woken on migration completion>
2655  *
2656  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2657  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2658  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2659  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2660  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2661  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2662  * moment.
2663  *
2664  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2665  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2666  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2667  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2668  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2669  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2670  *
2671  *
2672  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2673  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2674  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2675  * Migrate-Disable. Consider:
2676  *
2677  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2678  *
2679  *     CPU0               P1                            P2
2680  *     <P0>
2681  *       migrate_disable();
2682  *       <preempted>
2683  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2684  *                          <blocks>
2685  *     <migration/0>
2686  *       migration_cpu_stop()
2687  *         is_migration_disabled()
2688  *           <bails>
2689  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2690  *                                                         <signal completion>
2691  *                          <awakes>
2692  *
2693  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2694  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2695  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2696  */
2697 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2698                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2699 {
2700         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2701         bool stop_pending, complete = false;
2702
2703         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2704         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2705                 struct task_struct *push_task = NULL;
2706
2707                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2708                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2709                         rq->push_busy = true;
2710                         push_task = get_task_struct(p);
2711                 }
2712
2713                 /*
2714                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2715                  * then complete now.
2716                  */
2717                 pending = p->migration_pending;
2718                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2719                         p->migration_pending = NULL;
2720                         complete = true;
2721                 }
2722
2723                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2724
2725                 if (push_task) {
2726                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2727                                             p, &rq->push_work);
2728                 }
2729
2730                 if (complete)
2731                         complete_all(&pending->done);
2732
2733                 return 0;
2734         }
2735
2736         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2737                 /* serialized by p->pi_lock */
2738                 if (!p->migration_pending) {
2739                         /* Install the request */
2740                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2741                         init_completion(&my_pending.done);
2742                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2743                                 .task = p,
2744                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2745                                 .pending = &my_pending,
2746                         };
2747
2748                         p->migration_pending = &my_pending;
2749                 } else {
2750                         pending = p->migration_pending;
2751                         refcount_inc(&pending->refs);
2752                         /*
2753                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2754                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2755                          * we risk a completion of the pending despite having a
2756                          * task on a disallowed CPU.
2757                          *
2758                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2759                          */
2760                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2761                 }
2762         }
2763         pending = p->migration_pending;
2764         /*
2765          * - !MIGRATE_ENABLE:
2766          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2767          *
2768          * - MIGRATE_ENABLE:
2769          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2770          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2771          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2772          *   pending completion.
2773          *
2774          * Either way, we really should have a @pending here.
2775          */
2776         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2777                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2778                 return -EINVAL;
2779         }
2780
2781         if (task_running(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2782                 /*
2783                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2784                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2785                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2786                  */
2787                 stop_pending = pending->stop_pending;
2788                 if (!stop_pending)
2789                         pending->stop_pending = true;
2790
2791                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2792                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2793
2794                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2795
2796                 if (!stop_pending) {
2797                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2798                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2799                 }
2800
2801                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2802                         return 0;
2803         } else {
2804
2805                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2806                         if (task_on_rq_queued(p))
2807                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2808
2809                         if (!pending->stop_pending) {
2810                                 p->migration_pending = NULL;
2811                                 complete = true;
2812                         }
2813                 }
2814                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2815
2816                 if (complete)
2817                         complete_all(&pending->done);
2818         }
2819
2820         wait_for_completion(&pending->done);
2821
2822         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2823                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2824
2825         /*
2826          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2827          * have seen the completion and decremented the refcount
2828          */
2829         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2830
2831         /* ARGH */
2832         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2833
2834         return 0;
2835 }
2836
2837 /*
2838  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
2839  */
2840 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
2841                                          const struct cpumask *new_mask,
2842                                          u32 flags,
2843                                          struct rq *rq,
2844                                          struct rq_flags *rf)
2845         __releases(rq->lock)
2846         __releases(p->pi_lock)
2847 {
2848         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2849         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2850         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
2851         struct cpumask *user_mask = NULL;
2852         unsigned int dest_cpu;
2853         int ret = 0;
2854
2855         update_rq_clock(rq);
2856
2857         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
2858                 /*
2859                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2860                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2861                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2862                  *
2863                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2864                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2865                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2866                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2867                  */
2868                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2869         }
2870
2871         if (!kthread && !cpumask_subset(new_mask, cpu_allowed_mask)) {
2872                 ret = -EINVAL;
2873                 goto out;
2874         }
2875
2876         /*
2877          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2878          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2879          */
2880         if ((flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2881                 ret = -EINVAL;
2882                 goto out;
2883         }
2884
2885         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2886                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, new_mask))
2887                         goto out;
2888
2889                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2890                                  is_migration_disabled(p) &&
2891                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))) {
2892                         ret = -EBUSY;
2893                         goto out;
2894                 }
2895         }
2896
2897         /*
2898          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2899          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2900          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2901          */
2902         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
2903         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
2904                 ret = -EINVAL;
2905                 goto out;
2906         }
2907
2908         __do_set_cpus_allowed(p, new_mask, flags);
2909
2910         if (flags & SCA_USER)
2911                 user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
2912
2913         ret = affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, flags);
2914
2915         kfree(user_mask);
2916
2917         return ret;
2918
2919 out:
2920         task_rq_unlock(rq, p, rf);
2921
2922         return ret;
2923 }
2924
2925 /*
2926  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
2927  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
2928  * is removed from the allowed bitmask.
2929  *
2930  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
2931  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
2932  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
2933  */
2934 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2935                                   const struct cpumask *new_mask, u32 flags)
2936 {
2937         struct rq_flags rf;
2938         struct rq *rq;
2939
2940         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2941         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, flags, rq, &rf);
2942 }
2943
2944 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2945 {
2946         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, 0);
2947 }
2948 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
2949
2950 /*
2951  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
2952  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask
2953  * and pointing @p->user_cpus_ptr to a copy of the old mask.
2954  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
2955  * -EINVAL.
2956  */
2957 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2958                                      struct cpumask *new_mask,
2959                                      const struct cpumask *subset_mask)
2960 {
2961         struct cpumask *user_mask = NULL;
2962         struct rq_flags rf;
2963         struct rq *rq;
2964         int err;
2965
2966         if (!p->user_cpus_ptr) {
2967                 user_mask = kmalloc(cpumask_size(), GFP_KERNEL);
2968                 if (!user_mask)
2969                         return -ENOMEM;
2970         }
2971
2972         rq = task_rq_lock(p, &rf);
2973
2974         /*
2975          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
2976          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
2977          * mask entirely.
2978          */
2979         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
2980                 err = -EPERM;
2981                 goto err_unlock;
2982         }
2983
2984         if (!cpumask_and(new_mask, &p->cpus_mask, subset_mask)) {
2985                 err = -EINVAL;
2986                 goto err_unlock;
2987         }
2988
2989         /*
2990          * We're about to butcher the task affinity, so keep track of what
2991          * the user asked for in case we're able to restore it later on.
2992          */
2993         if (user_mask) {
2994                 cpumask_copy(user_mask, p->cpus_ptr);
2995                 p->user_cpus_ptr = user_mask;
2996         }
2997
2998         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, new_mask, 0, rq, &rf);
2999
3000 err_unlock:
3001         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3002         kfree(user_mask);
3003         return err;
3004 }
3005
3006 /*
3007  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
3008  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpu_ptr to a copy of the
3009  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
3010  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
3011  */
3012 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3013 {
3014         cpumask_var_t new_mask;
3015         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3016
3017         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
3018
3019         /*
3020          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
3021          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
3022          * lock to ensure that the migration succeeds.
3023          */
3024         cpus_read_lock();
3025         if (!cpumask_available(new_mask))
3026                 goto out_set_mask;
3027
3028         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
3029                 goto out_free_mask;
3030
3031         /*
3032          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
3033          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
3034          */
3035         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
3036         override_mask = new_mask;
3037
3038 out_set_mask:
3039         if (printk_ratelimit()) {
3040                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
3041                                 task_pid_nr(p), p->comm,
3042                                 cpumask_pr_args(override_mask));
3043         }
3044
3045         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
3046 out_free_mask:
3047         cpus_read_unlock();
3048         free_cpumask_var(new_mask);
3049 }
3050
3051 static int
3052 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask);
3053
3054 /*
3055  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
3056  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr(). This will clear (and free)
3057  * @p->user_cpus_ptr.
3058  *
3059  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
3060  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
3061  */
3062 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3063 {
3064         struct cpumask *user_mask = p->user_cpus_ptr;
3065         unsigned long flags;
3066
3067         /*
3068          * Try to restore the old affinity mask. If this fails, then
3069          * we free the mask explicitly to avoid it being inherited across
3070          * a subsequent fork().
3071          */
3072         if (!user_mask || !__sched_setaffinity(p, user_mask))
3073                 return;
3074
3075         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3076         user_mask = clear_user_cpus_ptr(p);
3077         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3078
3079         kfree(user_mask);
3080 }
3081
3082 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
3083 {
3084 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3085         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
3086
3087         /*
3088          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
3089          * ttwu() will sort out the placement.
3090          */
3091         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
3092
3093         /*
3094          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3095          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3096          * time relying on p->on_rq.
3097          */
3098         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3099                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3100                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3101
3102 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3103         /*
3104          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3105          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3106          *
3107          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3108          * see task_group().
3109          *
3110          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3111          * task_rq_lock().
3112          */
3113         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3114                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3115 #endif
3116         /*
3117          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3118          */
3119         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3120
3121         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3122 #endif
3123
3124         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3125
3126         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3127                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3128                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3129                 p->se.nr_migrations++;
3130                 rseq_migrate(p);
3131                 perf_event_task_migrate(p);
3132         }
3133
3134         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3135 }
3136
3137 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3138 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3139 {
3140         if (task_on_rq_queued(p)) {
3141                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3142                 struct rq_flags srf, drf;
3143
3144                 src_rq = task_rq(p);
3145                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3146
3147                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3148                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3149
3150                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3151                 set_task_cpu(p, cpu);
3152                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3153                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3154
3155                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3156                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3157
3158         } else {
3159                 /*
3160                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3161                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3162                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3163                  */
3164                 p->wake_cpu = cpu;
3165         }
3166 }
3167
3168 struct migration_swap_arg {
3169         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3170         int src_cpu, dst_cpu;
3171 };
3172
3173 static int migrate_swap_stop(void *data)
3174 {
3175         struct migration_swap_arg *arg = data;
3176         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3177         int ret = -EAGAIN;
3178
3179         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3180                 return -EAGAIN;
3181
3182         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3183         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3184
3185         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3186                         &arg->dst_task->pi_lock);
3187         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3188
3189         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3190                 goto unlock;
3191
3192         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3193                 goto unlock;
3194
3195         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3196                 goto unlock;
3197
3198         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3199                 goto unlock;
3200
3201         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3202         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3203
3204         ret = 0;
3205
3206 unlock:
3207         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3208         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3209         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3210
3211         return ret;
3212 }
3213
3214 /*
3215  * Cross migrate two tasks
3216  */
3217 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3218                 int target_cpu, int curr_cpu)
3219 {
3220         struct migration_swap_arg arg;
3221         int ret = -EINVAL;
3222
3223         arg = (struct migration_swap_arg){
3224                 .src_task = cur,
3225                 .src_cpu = curr_cpu,
3226                 .dst_task = p,
3227                 .dst_cpu = target_cpu,
3228         };
3229
3230         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3231                 goto out;
3232
3233         /*
3234          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3235          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3236          */
3237         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3238                 goto out;
3239
3240         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3241                 goto out;
3242
3243         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3244                 goto out;
3245
3246         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3247         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3248
3249 out:
3250         return ret;
3251 }
3252 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3253
3254 /*
3255  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
3256  *
3257  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
3258  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
3259  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
3260  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
3261  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
3262  * @p has remained unscheduled the whole time.
3263  *
3264  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
3265  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
3266  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
3267  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
3268  * waiting to become inactive.
3269  */
3270 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
3271 {
3272         int running, queued;
3273         struct rq_flags rf;
3274         unsigned long ncsw;
3275         struct rq *rq;
3276
3277         for (;;) {
3278                 /*
3279                  * We do the initial early heuristics without holding
3280                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
3281                  * the runqueue lock when things look like they will
3282                  * work out!
3283                  */
3284                 rq = task_rq(p);
3285
3286                 /*
3287                  * If the task is actively running on another CPU
3288                  * still, just relax and busy-wait without holding
3289                  * any locks.
3290                  *
3291                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
3292                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
3293                  * But we don't care, since "task_running()" will
3294                  * return false if the runqueue has changed and p
3295                  * is actually now running somewhere else!
3296                  */
3297                 while (task_running(rq, p)) {
3298                         if (match_state && unlikely(READ_ONCE(p->__state) != match_state))
3299                                 return 0;
3300                         cpu_relax();
3301                 }
3302
3303                 /*
3304                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3305                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3306                  * just go back and repeat.
3307                  */
3308                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3309                 trace_sched_wait_task(p);
3310                 running = task_running(rq, p);
3311                 queued = task_on_rq_queued(p);
3312                 ncsw = 0;
3313                 if (!match_state || READ_ONCE(p->__state) == match_state)
3314                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3315                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3316
3317                 /*
3318                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3319                  */
3320                 if (unlikely(!ncsw))
3321                         break;
3322
3323                 /*
3324                  * Was it really running after all now that we
3325                  * checked with the proper locks actually held?
3326                  *
3327                  * Oops. Go back and try again..
3328                  */
3329                 if (unlikely(running)) {
3330                         cpu_relax();
3331                         continue;
3332                 }
3333
3334                 /*
3335                  * It's not enough that it's not actively running,
3336                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3337                  * preempted!
3338                  *
3339                  * So if it was still runnable (but just not actively
3340                  * running right now), it's preempted, and we should
3341                  * yield - it could be a while.
3342                  */
3343                 if (unlikely(queued)) {
3344                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3345
3346                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3347                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
3348                         continue;
3349                 }
3350
3351                 /*
3352                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3353                  * runnable, which means that it will never become
3354                  * running in the future either. We're all done!
3355                  */
3356                 break;
3357         }
3358
3359         return ncsw;
3360 }
3361
3362 /***
3363  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3364  * @p: the to-be-kicked thread
3365  *
3366  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3367  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3368  *
3369  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3370  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3371  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3372  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3373  * achieved as well.
3374  */
3375 void kick_process(struct task_struct *p)
3376 {
3377         int cpu;
3378
3379         preempt_disable();
3380         cpu = task_cpu(p);
3381         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3382                 smp_send_reschedule(cpu);
3383         preempt_enable();
3384 }
3385 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3386
3387 /*
3388  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3389  *
3390  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3391  *
3392  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3393  *
3394  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3395  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3396  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3397  *    see it.
3398  *
3399  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3400  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3401  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3402  *    off.
3403  *
3404  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3405  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3406  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3407  * to satisfy the above rules.
3408  */
3409 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3410 {
3411         int nid = cpu_to_node(cpu);
3412         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3413         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3414         int dest_cpu;
3415
3416         /*
3417          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3418          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3419          * select the CPU on the other node.
3420          */
3421         if (nid != -1) {
3422                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3423
3424                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3425                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3426                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3427                                 return dest_cpu;
3428                 }
3429         }
3430
3431         for (;;) {
3432                 /* Any allowed, online CPU? */
3433                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3434                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3435                                 continue;
3436
3437                         goto out;
3438                 }
3439
3440                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3441                 switch (state) {
3442                 case cpuset:
3443                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3444                                 state = possible;
3445                                 break;
3446                         }
3447                         fallthrough;
3448                 case possible:
3449                         /*
3450                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3451                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3452                          *
3453                          * More yuck to audit.
3454                          */
3455                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3456                         state = fail;
3457                         break;
3458                 case fail:
3459                         BUG();
3460                         break;
3461                 }
3462         }
3463
3464 out:
3465         if (state != cpuset) {
3466                 /*
3467                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3468                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3469                  * leave kernel.
3470                  */
3471                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3472                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3473                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3474                 }
3475         }
3476
3477         return dest_cpu;
3478 }
3479
3480 /*
3481  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3482  */
3483 static inline
3484 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3485 {
3486         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3487
3488         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3489                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3490         else
3491                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3492
3493         /*
3494          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3495          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3496          * CPU.
3497          *
3498          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3499          *
3500          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3501          *   not worry about this generic constraint ]
3502          */
3503         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3504                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3505
3506         return cpu;
3507 }
3508
3509 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3510 {
3511         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3512         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3513         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3514
3515         if (stop) {
3516                 /*
3517                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3518                  * userspace knows about and won't get confused about.
3519                  *
3520                  * Also, it will make PI more or less work without too
3521                  * much confusion -- but then, stop work should not
3522                  * rely on PI working anyway.
3523                  */
3524                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3525
3526                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3527
3528                 /*
3529                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3530                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3531                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3532                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3533                  * around the current task.
3534                  *
3535                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3536                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3537                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3538                  * own class.
3539                  */
3540                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3541         }
3542
3543         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3544
3545         if (old_stop) {
3546                 /*
3547                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3548                  * it can die in pieces.
3549                  */
3550                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3551         }
3552 }
3553
3554 #else /* CONFIG_SMP */
3555
3556 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3557                                          const struct cpumask *new_mask,
3558                                          u32 flags)
3559 {
3560         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
3561 }
3562
3563 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3564
3565 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3566 {
3567         return false;
3568 }
3569
3570 #endif /* !CONFIG_SMP */
3571
3572 static void
3573 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3574 {
3575         struct rq *rq;
3576
3577         if (!schedstat_enabled())
3578                 return;
3579
3580         rq = this_rq();
3581
3582 #ifdef CONFIG_SMP
3583         if (cpu == rq->cpu) {
3584                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3585                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_local);
3586         } else {
3587                 struct sched_domain *sd;
3588
3589                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_remote);
3590                 rcu_read_lock();
3591                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3592                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3593                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3594                                 break;
3595                         }
3596                 }
3597                 rcu_read_unlock();
3598         }
3599
3600         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3601                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_migrate);
3602 #endif /* CONFIG_SMP */
3603
3604         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3605         __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups);
3606
3607         if (wake_flags & WF_SYNC)
3608                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_sync);
3609 }
3610
3611 /*
3612  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
3613  */
3614 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3615                            struct rq_flags *rf)
3616 {
3617         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3618         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3619         trace_sched_wakeup(p);
3620
3621 #ifdef CONFIG_SMP
3622         if (p->sched_class->task_woken) {
3623                 /*
3624                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3625                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3626                  */
3627                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3628                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3629                 rq_repin_lock(rq, rf);
3630         }
3631
3632         if (rq->idle_stamp) {
3633                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3634                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3635
3636                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3637
3638                 if (rq->avg_idle > max)
3639                         rq->avg_idle = max;
3640
3641                 rq->wake_stamp = jiffies;
3642                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3643
3644                 rq->idle_stamp = 0;
3645         }
3646 #endif
3647 }
3648
3649 static void
3650 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3651                  struct rq_flags *rf)
3652 {
3653         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3654
3655         lockdep_assert_rq_held(rq);
3656
3657         if (p->sched_contributes_to_load)
3658                 rq->nr_uninterruptible--;
3659
3660 #ifdef CONFIG_SMP
3661         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3662                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3663         else
3664 #endif
3665         if (p->in_iowait) {
3666                 delayacct_blkio_end(p);
3667                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3668         }
3669
3670         activate_task(rq, p, en_flags);
3671         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
3672 }
3673
3674 /*
3675  * Consider @p being inside a wait loop:
3676  *
3677  *   for (;;) {
3678  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3679  *
3680  *      if (CONDITION)
3681  *         break;
3682  *
3683  *      schedule();
3684  *   }
3685  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3686  *
3687  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3688  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3689  * an atomic manner.
3690  *
3691  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3692  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3693  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3694  * need to do a full wakeup with enqueue.
3695  *
3696  * Returns: %true when the wakeup is done,
3697  *          %false otherwise.
3698  */
3699 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3700 {
3701         struct rq_flags rf;
3702         struct rq *rq;
3703         int ret = 0;
3704
3705         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3706         if (task_on_rq_queued(p)) {
3707                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
3708                 update_rq_clock(rq);
3709                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
3710                 ret = 1;
3711         }
3712         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3713
3714         return ret;
3715 }
3716
3717 #ifdef CONFIG_SMP
3718 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3719 {
3720         struct llist_node *llist = arg;
3721         struct rq *rq = this_rq();
3722         struct task_struct *p, *t;
3723         struct rq_flags rf;
3724
3725         if (!llist)
3726                 return;
3727
3728         /*
3729          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
3730          * Races such that false-negatives are possible, since they
3731          * are shorter lived that false-positives would be.
3732          */
3733         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3734
3735         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3736         update_rq_clock(rq);
3737
3738         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3739                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3740                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3741
3742                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3743                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3744
3745                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3746         }
3747
3748         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3749 }
3750
3751 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
3752 {
3753         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3754
3755         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
3756                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
3757         else
3758                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3759 }
3760
3761 /*
3762  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3763  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3764  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3765  * of the wakeup instead of the waker.
3766  */
3767 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3768 {
3769         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3770
3771         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3772
3773         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3774         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3775 }
3776
3777 void wake_up_if_idle(int cpu)
3778 {
3779         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3780         struct rq_flags rf;
3781
3782         rcu_read_lock();
3783
3784         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3785                 goto out;
3786
3787         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3788         if (is_idle_task(rq->curr))
3789                 resched_curr(rq);
3790         /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3791         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3792
3793 out:
3794         rcu_read_unlock();
3795 }
3796
3797 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3798 {
3799         if (this_cpu == that_cpu)
3800                 return true;
3801
3802         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3803 }
3804
3805 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu)
3806 {
3807         /*
3808          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3809          * in hotplug state.
3810          */
3811         if (!cpu_active(cpu))
3812                 return false;
3813
3814         /*
3815          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3816          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3817          */
3818         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3819                 return true;
3820
3821         if (cpu == smp_processor_id())
3822                 return false;
3823
3824         /*
3825          * If the wakee cpu is idle, or the task is descheduling and the
3826          * only running task on the CPU, then use the wakelist to offload
3827          * the task activation to the idle (or soon-to-be-idle) CPU as
3828          * the current CPU is likely busy. nr_running is checked to
3829          * avoid unnecessary task stacking.
3830          *
3831          * Note that we can only get here with (wakee) p->on_rq=0,
3832          * p->on_cpu can be whatever, we've done the dequeue, so
3833          * the wakee has been accounted out of ->nr_running.
3834          */
3835         if (!cpu_rq(cpu)->nr_running)
3836                 return true;
3837
3838         return false;
3839 }
3840
3841 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3842 {
3843         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu)) {
3844                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3845                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3846                 return true;
3847         }
3848
3849         return false;
3850 }
3851
3852 #else /* !CONFIG_SMP */
3853
3854 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3855 {
3856         return false;
3857 }
3858
3859 #endif /* CONFIG_SMP */
3860
3861 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3862 {
3863         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3864         struct rq_flags rf;
3865
3866         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3867                 return;
3868
3869         rq_lock(rq, &rf);
3870         update_rq_clock(rq);
3871         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3872         rq_unlock(rq, &rf);
3873 }
3874
3875 /*
3876  * Invoked from try_to_wake_up() to check whether the task can be woken up.
3877  *
3878  * The caller holds p::pi_lock if p != current or has preemption
3879  * disabled when p == current.
3880  *
3881  * The rules of PREEMPT_RT saved_state:
3882  *
3883  *   The related locking code always holds p::pi_lock when updating
3884  *   p::saved_state, which means the code is fully serialized in both cases.
3885  *
3886  *   The lock wait and lock wakeups happen via TASK_RTLOCK_WAIT. No other
3887  *   bits set. This allows to distinguish all wakeup scenarios.
3888  */
3889 static __always_inline
3890 bool ttwu_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state, int *success)
3891 {
3892         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
3893                 WARN_ON_ONCE((state & TASK_RTLOCK_WAIT) &&
3894                              state != TASK_RTLOCK_WAIT);
3895         }
3896
3897         if (READ_ONCE(p->__state) & state) {
3898                 *success = 1;
3899                 return true;
3900         }
3901
3902 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
3903         /*
3904          * Saved state preserves the task state across blocking on
3905          * an RT lock.  If the state matches, set p::saved_state to
3906          * TASK_RUNNING, but do not wake the task because it waits
3907          * for a lock wakeup. Also indicate success because from
3908          * the regular waker's point of view this has succeeded.
3909          *
3910          * After acquiring the lock the task will restore p::__state
3911          * from p::saved_state which ensures that the regular
3912          * wakeup is not lost. The restore will also set
3913          * p::saved_state to TASK_RUNNING so any further tests will
3914          * not result in false positives vs. @success
3915          */
3916         if (p->saved_state & state) {
3917                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
3918                 *success = 1;
3919         }
3920 #endif
3921         return false;
3922 }
3923
3924 /*
3925  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
3926  *
3927  *  MIGRATION
3928  *
3929  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
3930  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
3931  * execution on its new CPU [c1].
3932  *
3933  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
3934  *
3935  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
3936  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
3937  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
3938  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
3939  *
3940  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
3941  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
3942  *
3943  * Example:
3944  *
3945  *   CPU0            CPU1            CPU2
3946  *
3947  *   LOCK rq(0)->lock
3948  *   sched-out X
3949  *   sched-in Y
3950  *   UNLOCK rq(0)->lock
3951  *
3952  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
3953  *                                   dequeue X
3954  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
3955  *
3956  *                                   LOCK rq(1)->lock
3957  *                                   enqueue X
3958  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
3959  *
3960  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
3961  *                   sched-out Z
3962  *                   sched-in X
3963  *                   UNLOCK rq(1)->lock
3964  *
3965  *
3966  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
3967  *
3968  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
3969  * migration. However the means are completely different as there is no lock
3970  * chain to provide order. Instead we do:
3971  *
3972  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
3973  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
3974  *
3975  * Example:
3976  *
3977  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
3978  *
3979  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
3980  *   dequeue X
3981  *   sched-out X
3982  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
3983  *
3984  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
3985  *                    X->state = WAKING
3986  *                    set_task_cpu(X,2)
3987  *
3988  *                    LOCK rq(2)->lock
3989  *                    enqueue X
3990  *                    X->state = RUNNING
3991  *                    UNLOCK rq(2)->lock
3992  *
3993  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
3994  *                                          sched-out Z
3995  *                                          sched-in X
3996  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
3997  *
3998  *                    UNLOCK X->pi_lock
3999  *   UNLOCK rq(0)->lock
4000  *
4001  *
4002  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
4003  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
4004  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
4005  */
4006
4007 /**
4008  * try_to_wake_up - wake up a thread
4009  * @p: the thread to be awakened
4010  * @state: the mask of task states that can be woken
4011  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
4012  *
4013  * Conceptually does:
4014  *
4015  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
4016  *
4017  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
4018  *
4019  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
4020  *
4021  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
4022  * with set_current_state().
4023  *
4024  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
4025  *
4026  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
4027  *  - p->sched_class
4028  *  - p->cpus_ptr
4029  *  - p->sched_task_group
4030  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
4031  *
4032  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
4033  * Takes rq->lock in:
4034  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
4035  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
4036  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
4037  *
4038  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
4039  * many memory barriers and their comments for details.
4040  *
4041  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
4042  *         %false otherwise.
4043  */
4044 static int
4045 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
4046 {
4047         unsigned long flags;
4048         int cpu, success = 0;
4049
4050         preempt_disable();
4051         if (p == current) {
4052                 /*
4053                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
4054                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
4055                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
4056                  * without taking any locks.
4057                  *
4058                  * In particular:
4059                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
4060                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
4061                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
4062                  */
4063                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4064                         goto out;
4065
4066                 trace_sched_waking(p);
4067                 WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4068                 trace_sched_wakeup(p);
4069                 goto out;
4070         }
4071
4072         /*
4073          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
4074          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
4075          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
4076          * in set_current_state() that the waiting thread does.
4077          */
4078         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4079         smp_mb__after_spinlock();
4080         if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4081                 goto unlock;
4082
4083         trace_sched_waking(p);
4084
4085         /*
4086          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
4087          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
4088          * in smp_cond_load_acquire() below.
4089          *
4090          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
4091          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
4092          *   UNLOCK rq->lock
4093          *
4094          * __schedule() (switch to task 'p')
4095          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4096          *   smp_mb__after_spinlock();
4097          *   UNLOCK rq->lock
4098          *
4099          * [task p]
4100          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
4101          *
4102          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4103          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4104          *
4105          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
4106          */
4107         smp_rmb();
4108         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
4109                 goto unlock;
4110
4111 #ifdef CONFIG_SMP
4112         /*
4113          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
4114          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
4115          *
4116          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
4117          * from the runqueue.
4118          *
4119          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
4120          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
4121          *   UNLOCK rq->lock
4122          *
4123          * __schedule() (put 'p' to sleep)
4124          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4125          *   smp_mb__after_spinlock();
4126          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
4127          *
4128          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4129          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4130          *
4131          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
4132          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
4133          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
4134          */
4135         smp_acquire__after_ctrl_dep();
4136
4137         /*
4138          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
4139          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
4140          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
4141          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4142          */
4143         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4144
4145         /*
4146          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4147          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4148          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4149          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4150          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4151          *
4152          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4153          *
4154          * set_task_cpu(p, cpu);
4155          *   STORE p->cpu = @cpu
4156          * __schedule() (switch to task 'p')
4157          *   LOCK rq->lock
4158          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4159          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4160          *
4161          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4162          * scheduling.
4163          */
4164         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4165             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags))
4166                 goto unlock;
4167
4168         /*
4169          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4170          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4171          *
4172          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4173          *
4174          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4175          * their previous state and preserve Program Order.
4176          */
4177         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4178
4179         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4180         if (task_cpu(p) != cpu) {
4181                 if (p->in_iowait) {
4182                         delayacct_blkio_end(p);
4183                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4184                 }
4185
4186                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4187                 psi_ttwu_dequeue(p);
4188                 set_task_cpu(p, cpu);
4189         }
4190 #else
4191         cpu = task_cpu(p);
4192 #endif /* CONFIG_SMP */
4193
4194         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4195 unlock:
4196         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4197 out:
4198         if (success)
4199                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4200         preempt_enable();
4201
4202         return success;
4203 }
4204
4205 /**
4206  * task_call_func - Invoke a function on task in fixed state
4207  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4208  * @func: Function to invoke.
4209  * @arg: Argument to function.
4210  *
4211  * Fix the task in it's current state by avoiding wakeups and or rq operations
4212  * and call @func(@arg) on it.  This function can use ->on_rq and task_curr()
4213  * to work out what the state is, if required.  Given that @func can be invoked
4214  * with a runqueue lock held, it had better be quite lightweight.
4215  *
4216  * Returns:
4217  *   Whatever @func returns
4218  */
4219 int task_call_func(struct task_struct *p, task_call_f func, void *arg)
4220 {
4221         struct rq *rq = NULL;
4222         unsigned int state;
4223         struct rq_flags rf;
4224         int ret;
4225
4226         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4227
4228         state = READ_ONCE(p->__state);
4229
4230         /*
4231          * Ensure we load p->on_rq after p->__state, otherwise it would be
4232          * possible to, falsely, observe p->on_rq == 0.
4233          *
4234          * See try_to_wake_up() for a longer comment.
4235          */
4236         smp_rmb();
4237
4238         /*
4239          * Since pi->lock blocks try_to_wake_up(), we don't need rq->lock when
4240          * the task is blocked. Make sure to check @state since ttwu() can drop
4241          * locks at the end, see ttwu_queue_wakelist().
4242          */
4243         if (state == TASK_RUNNING || state == TASK_WAKING || p->on_rq)
4244                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4245
4246         /*
4247          * At this point the task is pinned; either:
4248          *  - blocked and we're holding off wakeups      (pi->lock)
4249          *  - woken, and we're holding off enqueue       (rq->lock)
4250          *  - queued, and we're holding off schedule     (rq->lock)
4251          *  - running, and we're holding off de-schedule (rq->lock)
4252          *
4253          * The called function (@func) can use: task_curr(), p->on_rq and
4254          * p->__state to differentiate between these states.
4255          */
4256         ret = func(p, arg);
4257
4258         if (rq)
4259                 rq_unlock(rq, &rf);
4260
4261         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4262         return ret;
4263 }
4264
4265 /**
4266  * wake_up_process - Wake up a specific process
4267  * @p: The process to be woken up.
4268  *
4269  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4270  * processes.
4271  *
4272  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4273  *
4274  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4275  */
4276 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4277 {
4278         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4279 }
4280 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4281
4282 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4283 {
4284         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4285 }
4286
4287 /*
4288  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4289  * p is forked by current.
4290  *
4291  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4292  */
4293 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4294 {
4295         p->on_rq                        = 0;
4296
4297         p->se.on_rq                     = 0;
4298         p->se.exec_start                = 0;
4299         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4300         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4301         p->se.nr_migrations             = 0;
4302         p->se.vruntime                  = 0;
4303         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4304
4305 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4306         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4307 #endif
4308
4309 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4310         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4311         memset(&p->stats, 0, sizeof(p->stats));
4312 #endif
4313
4314         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4315         init_dl_task_timer(&p->dl);
4316         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4317         __dl_clear_params(p);
4318
4319         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4320         p->rt.timeout           = 0;
4321         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4322         p->rt.on_rq             = 0;
4323         p->rt.on_list           = 0;
4324
4325 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4326         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4327 #endif
4328
4329 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4330         p->capture_control = NULL;
4331 #endif
4332         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4333 #ifdef CONFIG_SMP
4334         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4335         p->migration_pending = NULL;
4336 #endif
4337 }
4338
4339 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4340
4341 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4342
4343 int sysctl_numa_balancing_mode;
4344
4345 static void __set_numabalancing_state(bool enabled)
4346 {
4347         if (enabled)
4348                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4349         else
4350                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4351 }
4352
4353 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4354 {
4355         if (enabled)
4356                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_NORMAL;
4357         else
4358                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_DISABLED;
4359         __set_numabalancing_state(enabled);
4360 }
4361
4362 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4363 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4364                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4365 {
4366         struct ctl_table t;
4367         int err;
4368         int state = sysctl_numa_balancing_mode;
4369
4370         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4371                 return -EPERM;
4372
4373         t = *table;
4374         t.data = &state;
4375         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4376         if (err < 0)
4377                 return err;
4378         if (write) {
4379                 sysctl_numa_balancing_mode = state;
4380                 __set_numabalancing_state(state);
4381         }
4382         return err;
4383 }
4384 #endif
4385 #endif
4386
4387 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4388
4389 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4390
4391 static void set_schedstats(bool enabled)
4392 {
4393         if (enabled)
4394                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4395         else
4396                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4397 }
4398
4399 void force_schedstat_enabled(void)
4400 {
4401         if (!schedstat_enabled()) {
4402                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4403                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4404         }
4405 }
4406
4407 static int __init setup_schedstats(char *str)
4408 {
4409         int ret = 0;
4410         if (!str)
4411                 goto out;
4412
4413         if (!strcmp(str, "enable")) {
4414                 set_schedstats(true);
4415                 ret = 1;
4416         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4417                 set_schedstats(false);
4418                 ret = 1;
4419         }
4420 out:
4421         if (!ret)
4422                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4423
4424         return ret;
4425 }
4426 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4427
4428 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4429 static int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4430                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4431 {
4432         struct ctl_table t;
4433         int err;
4434         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4435
4436         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4437                 return -EPERM;
4438
4439         t = *table;
4440         t.data = &state;
4441         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4442         if (err < 0)
4443                 return err;
4444         if (write)
4445                 set_schedstats(state);
4446         return err;
4447 }
4448 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4449 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4450
4451 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4452 static struct ctl_table sched_core_sysctls[] = {
4453 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4454         {
4455                 .procname       = "sched_schedstats",
4456                 .data           = NULL,
4457                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4458                 .mode           = 0644,
4459                 .proc_handler   = sysctl_schedstats,
4460                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4461                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
4462         },
4463 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4464 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4465         {
4466                 .procname       = "sched_util_clamp_min",
4467                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min,
4468                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4469                 .mode           = 0644,
4470                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4471         },
4472         {
4473                 .procname       = "sched_util_clamp_max",
4474                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_max,
4475                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4476                 .mode           = 0644,
4477                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4478         },
4479         {
4480                 .procname       = "sched_util_clamp_min_rt_default",
4481                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default,
4482                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4483                 .mode           = 0644,
4484                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4485         },
4486 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
4487         {}
4488 };
4489 static int __init sched_core_sysctl_init(void)
4490 {
4491         register_sysctl_init("kernel", sched_core_sysctls);
4492         return 0;
4493 }
4494 late_initcall(sched_core_sysctl_init);
4495 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
4496
4497 /*
4498  * fork()/clone()-time setup:
4499  */
4500 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4501 {
4502         __sched_fork(clone_flags, p);
4503         /*
4504          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4505          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4506          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4507          */
4508         p->__state = TASK_NEW;
4509
4510         /*
4511          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4512          */
4513         p->prio = current->normal_prio;
4514
4515         uclamp_fork(p);
4516
4517         /*
4518          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4519          */
4520         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4521                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4522                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4523                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4524                         p->rt_priority = 0;
4525                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4526                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4527
4528                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4529                 set_load_weight(p, false);
4530
4531                 /*
4532                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4533                  * fulfilled its duty:
4534                  */
4535                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4536         }
4537
4538         if (dl_prio(p->prio))
4539                 return -EAGAIN;
4540         else if (rt_prio(p->prio))
4541                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4542         else
4543                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4544
4545         init_entity_runnable_average(&p->se);
4546
4547
4548 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4549         if (likely(sched_info_on()))
4550                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4551 #endif
4552 #if defined(CONFIG_SMP)
4553         p->on_cpu = 0;
4554 #endif
4555         init_task_preempt_count(p);
4556 #ifdef CONFIG_SMP
4557         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4558         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4559 #endif
4560         return 0;
4561 }
4562
4563 void sched_cgroup_fork(struct task_struct *p, struct kernel_clone_args *kargs)
4564 {
4565         unsigned long flags;
4566
4567         /*
4568          * Because we're not yet on the pid-hash, p->pi_lock isn't strictly
4569          * required yet, but lockdep gets upset if rules are violated.
4570          */
4571         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4572 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4573         if (1) {
4574                 struct task_group *tg;
4575                 tg = container_of(kargs->cset->subsys[cpu_cgrp_id],
4576                                   struct task_group, css);
4577                 tg = autogroup_task_group(p, tg);
4578                 p->sched_task_group = tg;
4579         }
4580 #endif
4581         rseq_migrate(p);
4582         /*
4583          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4584          * so use __set_task_cpu().
4585          */
4586         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4587         if (p->sched_class->task_fork)
4588                 p->sched_class->task_fork(p);
4589         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4590 }
4591
4592 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4593 {
4594         uclamp_post_fork(p);
4595 }
4596
4597 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4598 {
4599         if (runtime == RUNTIME_INF)
4600                 return BW_UNIT;
4601
4602         /*
4603          * Doing this here saves a lot of checks in all
4604          * the calling paths, and returning zero seems
4605          * safe for them anyway.
4606          */
4607         if (period == 0)
4608                 return 0;
4609
4610         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4611 }
4612
4613 /*
4614  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4615  *
4616  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4617  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4618  * on the runqueue and wakes it.
4619  */
4620 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4621 {
4622         struct rq_flags rf;
4623         struct rq *rq;
4624
4625         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4626         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4627 #ifdef CONFIG_SMP
4628         /*
4629          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4630          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4631          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4632          *
4633          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4634          * as we're not fully set-up yet.
4635          */
4636         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4637         rseq_migrate(p);
4638         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4639 #endif
4640         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4641         update_rq_clock(rq);
4642         post_init_entity_util_avg(p);
4643
4644         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4645         trace_sched_wakeup_new(p);
4646         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4647 #ifdef CONFIG_SMP
4648         if (p->sched_class->task_woken) {
4649                 /*
4650                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4651                  * drop it.
4652                  */
4653                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4654                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4655                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4656         }
4657 #endif
4658         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4659 }
4660
4661 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4662
4663 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4664
4665 void preempt_notifier_inc(void)
4666 {
4667         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4668 }
4669 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4670
4671 void preempt_notifier_dec(void)
4672 {
4673         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4674 }
4675 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4676
4677 /**
4678  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4679  * @notifier: notifier struct to register
4680  */
4681 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4682 {
4683         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4684                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4685
4686         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4687 }
4688 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4689
4690 /**
4691  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4692  * @notifier: notifier struct to unregister
4693  *
4694  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4695  */
4696 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4697 {
4698         hlist_del(&notifier->link);
4699 }
4700 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4701
4702 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4703 {
4704         struct preempt_notifier *notifier;
4705
4706         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4707                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4708 }
4709
4710 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4711 {
4712         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4713                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4714 }
4715
4716 static void
4717 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4718                                    struct task_struct *next)
4719 {
4720         struct preempt_notifier *notifier;
4721
4722         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4723                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4724 }
4725
4726 static __always_inline void
4727 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4728                                  struct task_struct *next)
4729 {
4730         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4731                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4732 }
4733
4734 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4735
4736 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4737 {
4738 }
4739
4740 static inline void
4741 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4742                                  struct task_struct *next)
4743 {
4744 }
4745
4746 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4747
4748 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4749 {
4750 #ifdef CONFIG_SMP
4751         /*
4752          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4753          * such that any running task will have this set.
4754          *
4755          * See the smp_load_acquire(&p->on_cpu) case in ttwu() and
4756          * its ordering comment.
4757          */
4758         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4759 #endif
4760 }
4761
4762 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4763 {
4764 #ifdef CONFIG_SMP
4765         /*
4766          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4767          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4768          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4769          * finished.
4770          *
4771          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4772          * happen before this.
4773          *
4774          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4775          */
4776         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4777 #endif
4778 }
4779
4780 #ifdef CONFIG_SMP
4781
4782 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4783 {
4784         void (*func)(struct rq *rq);
4785         struct callback_head *next;
4786
4787         lockdep_assert_rq_held(rq);
4788
4789         while (head) {
4790                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4791                 next = head->next;
4792                 head->next = NULL;
4793                 head = next;
4794
4795                 func(rq);
4796         }
4797 }
4798
4799 static void balance_push(struct rq *rq);
4800
4801 /*
4802  * balance_push_callback is a right abuse of the callback interface and plays
4803  * by significantly different rules.
4804  *
4805  * Where the normal balance_callback's purpose is to be ran in the same context
4806  * that queued it (only later, when it's safe to drop rq->lock again),
4807  * balance_push_callback is specifically targeted at __schedule().
4808  *
4809  * This abuse is tolerated because it places all the unlikely/odd cases behind
4810  * a single test, namely: rq->balance_callback == NULL.
4811  */
4812 struct callback_head balance_push_callback = {
4813         .next = NULL,
4814         .func = (void (*)(struct callback_head *))balance_push,
4815 };
4816
4817 static inline struct callback_head *
4818 __splice_balance_callbacks(struct rq *rq, bool split)
4819 {
4820         struct callback_head *head = rq->balance_callback;
4821
4822         if (likely(!head))
4823                 return NULL;
4824
4825         lockdep_assert_rq_held(rq);
4826         /*
4827          * Must not take balance_push_callback off the list when
4828          * splice_balance_callbacks() and balance_callbacks() are not
4829          * in the same rq->lock section.
4830          *
4831          * In that case it would be possible for __schedule() to interleave
4832          * and observe the list empty.
4833          */
4834         if (split && head == &balance_push_callback)
4835                 head = NULL;
4836         else
4837                 rq->balance_callback = NULL;
4838
4839         return head;
4840 }
4841
4842 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4843 {
4844         return __splice_balance_callbacks(rq, true);
4845 }
4846
4847 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4848 {
4849         do_balance_callbacks(rq, __splice_balance_callbacks(rq, false));
4850 }
4851
4852 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4853 {
4854         unsigned long flags;
4855
4856         if (unlikely(head)) {
4857                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
4858                 do_balance_callbacks(rq, head);
4859                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
4860         }
4861 }
4862
4863 #else
4864
4865 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
4866 {
4867 }
4868
4869 static inline struct callback_head *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
4870 {
4871         return NULL;
4872 }
4873
4874 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct callback_head *head)
4875 {
4876 }
4877
4878 #endif
4879
4880 static inline void
4881 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
4882 {
4883         /*
4884          * Since the runqueue lock will be released by the next
4885          * task (which is an invalid locking op but in the case
4886          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
4887          * do an early lockdep release here:
4888          */
4889         rq_unpin_lock(rq, rf);
4890         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
4891 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
4892         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
4893         rq_lockp(rq)->owner = next;
4894 #endif
4895 }
4896
4897 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
4898 {
4899         /*
4900          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
4901          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
4902          * prev into current:
4903          */
4904         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
4905         __balance_callbacks(rq);
4906         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
4907 }
4908
4909 /*
4910  * NOP if the arch has not defined these:
4911  */
4912
4913 #ifndef prepare_arch_switch
4914 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
4915 #endif
4916
4917 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
4918 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
4919 #endif
4920
4921 static inline void kmap_local_sched_out(void)
4922 {
4923 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4924         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4925                 __kmap_local_sched_out();
4926 #endif
4927 }
4928
4929 static inline void kmap_local_sched_in(void)
4930 {
4931 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
4932         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
4933                 __kmap_local_sched_in();
4934 #endif
4935 }
4936
4937 /**
4938  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
4939  * @rq: the runqueue preparing to switch
4940  * @prev: the current task that is being switched out
4941  * @next: the task we are going to switch to.
4942  *
4943  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
4944  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
4945  * switch.
4946  *
4947  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
4948  * hooks.
4949  */
4950 static inline void
4951 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
4952                     struct task_struct *next)
4953 {
4954         kcov_prepare_switch(prev);
4955         sched_info_switch(rq, prev, next);
4956         perf_event_task_sched_out(prev, next);
4957         rseq_preempt(prev);
4958         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
4959         kmap_local_sched_out();
4960         prepare_task(next);
4961         prepare_arch_switch(next);
4962 }
4963
4964 /**
4965  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
4966  * @prev: the thread we just switched away from.
4967  *
4968  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
4969  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
4970  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
4971  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
4972  *
4973  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
4974  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
4975  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
4976  * details.)
4977  *
4978  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
4979  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
4980  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
4981  * because prev may have moved to another CPU.
4982  */
4983 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
4984         __releases(rq->lock)
4985 {
4986         struct rq *rq = this_rq();
4987         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
4988         unsigned int prev_state;
4989
4990         /*
4991          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
4992          * because it left us after:
4993          *
4994          *      schedule()
4995          *        preempt_disable();                    // 1
4996          *        __schedule()
4997          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
4998          *
4999          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
5000          */
5001         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
5002                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
5003                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
5004                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
5005
5006         rq->prev_mm = NULL;
5007
5008         /*
5009          * A task struct has one reference for the use as "current".
5010          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
5011          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
5012          * the scheduled task must drop that reference.
5013          *
5014          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
5015          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
5016          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
5017          * transition, resulting in a double drop.
5018          */
5019         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5020         vtime_task_switch(prev);
5021         perf_event_task_sched_in(prev, current);
5022         finish_task(prev);
5023         tick_nohz_task_switch();
5024         finish_lock_switch(rq);
5025         finish_arch_post_lock_switch();
5026         kcov_finish_switch(current);
5027         /*
5028          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
5029          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
5030          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
5031          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
5032          * disabled either.
5033          */
5034         kmap_local_sched_in();
5035
5036         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
5037         /*
5038          * When switching through a kernel thread, the loop in
5039          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
5040          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
5041          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
5042          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
5043          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
5044          *
5045          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
5046          *   provided by mmdrop(),
5047          * - a sync_core for SYNC_CORE.
5048          */
5049         if (mm) {
5050                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
5051                 mmdrop_sched(mm);
5052         }
5053         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
5054                 if (prev->sched_class->task_dead)
5055                         prev->sched_class->task_dead(prev);
5056
5057                 /* Task is done with its stack. */
5058                 put_task_stack(prev);
5059
5060                 put_task_struct_rcu_user(prev);
5061         }
5062
5063         return rq;
5064 }
5065
5066 /**
5067  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
5068  * @prev: the thread we just switched away from.
5069  */
5070 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
5071         __releases(rq->lock)
5072 {
5073         /*
5074          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
5075          * finish_task_switch() for details.
5076          *
5077          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
5078          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
5079          * PREEMPT_COUNT kernels).
5080          */
5081
5082         finish_task_switch(prev);
5083         preempt_enable();
5084
5085         if (current->set_child_tid)
5086                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
5087
5088         calculate_sigpending();
5089 }
5090
5091 /*
5092  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
5093  */
5094 static __always_inline struct rq *
5095 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5096                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5097 {
5098         prepare_task_switch(rq, prev, next);
5099
5100         /*
5101          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
5102          * combine the page table reload and the switch backend into
5103          * one hypercall.
5104          */
5105         arch_start_context_switch(prev);
5106
5107         /*
5108          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
5109          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
5110          *
5111          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
5112          *   user ->   user   switch
5113          */
5114         if (!next->mm) {                                // to kernel
5115                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
5116
5117                 next->active_mm = prev->active_mm;
5118                 if (prev->mm)                           // from user
5119                         mmgrab(prev->active_mm);
5120                 else
5121                         prev->active_mm = NULL;
5122         } else {                                        // to user
5123                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
5124                 /*
5125                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
5126                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
5127                  *
5128                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
5129                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
5130                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
5131                  */
5132                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
5133
5134                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
5135                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
5136                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
5137                         prev->active_mm = NULL;
5138                 }
5139         }
5140
5141         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5142
5143         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
5144
5145         /* Here we just switch the register state and the stack. */
5146         switch_to(prev, next, prev);
5147         barrier();
5148
5149         return finish_task_switch(prev);
5150 }
5151
5152 /*
5153  * nr_running and nr_context_switches:
5154  *
5155  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
5156  * threads, total number of context switches performed since bootup.
5157  */
5158 unsigned int nr_running(void)
5159 {
5160         unsigned int i, sum = 0;
5161
5162         for_each_online_cpu(i)
5163                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
5164
5165         return sum;
5166 }
5167
5168 /*
5169  * Check if only the current task is running on the CPU.
5170  *
5171  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
5172  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
5173  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
5174  *
5175  * - from a non-preemptible section (of course)
5176  *
5177  * - from a thread that is bound to a single CPU
5178  *
5179  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
5180  */
5181 bool single_task_running(void)
5182 {
5183         return raw_rq()->nr_running == 1;
5184 }
5185 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
5186
5187 unsigned long long nr_context_switches(void)
5188 {
5189         int i;
5190         unsigned long long sum = 0;
5191
5192         for_each_possible_cpu(i)
5193                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
5194
5195         return sum;
5196 }
5197
5198 /*
5199  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
5200  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
5201  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
5202  * it does become runnable.
5203  */
5204
5205 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
5206 {
5207         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
5208 }
5209
5210 /*
5211  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
5212  *
5213  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
5214  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
5215  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
5216  *
5217  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
5218  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
5219  * running and we'd not be idle.
5220  *
5221  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
5222  * is broken.
5223  *
5224  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
5225  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
5226  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
5227  * utilising both CPUs.
5228  *
5229  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
5230  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
5231  *
5232  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
5233  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
5234  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
5235  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
5236  *
5237  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
5238  */
5239
5240 unsigned int nr_iowait(void)
5241 {
5242         unsigned int i, sum = 0;
5243
5244         for_each_possible_cpu(i)
5245                 sum += nr_iowait_cpu(i);
5246
5247         return sum;
5248 }
5249
5250 #ifdef CONFIG_SMP
5251
5252 /*
5253  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5254  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5255  */
5256 void sched_exec(void)
5257 {
5258         struct task_struct *p = current;
5259         unsigned long flags;
5260         int dest_cpu;
5261
5262         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5263         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5264         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5265                 goto unlock;
5266
5267         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5268                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5269
5270                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5271                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5272                 return;
5273         }
5274 unlock:
5275         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5276 }
5277
5278 #endif
5279
5280 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5281 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5282
5283 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5284 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5285
5286 /*
5287  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5288  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5289  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5290  * Prefetching this data results in improved performance.
5291  */
5292 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5293 {
5294 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5295         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5296 #else
5297         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5298 #endif
5299         prefetch(curr);
5300         prefetch(&curr->exec_start);
5301 }
5302
5303 /*
5304  * Return accounted runtime for the task.
5305  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5306  * pending runtime that have not been accounted yet.
5307  */
5308 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5309 {
5310         struct rq_flags rf;
5311         struct rq *rq;
5312         u64 ns;
5313
5314 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5315         /*
5316          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5317          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5318          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5319          *
5320          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5321          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5322          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5323          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5324          * been accounted, so we're correct here as well.
5325          */
5326         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5327                 return p->se.sum_exec_runtime;
5328 #endif
5329
5330         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5331         /*
5332          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5333          * project cycles that may never be accounted to this
5334          * thread, breaking clock_gettime().
5335          */
5336         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5337                 prefetch_curr_exec_start(p);
5338                 update_rq_clock(rq);
5339                 p->sched_class->update_curr(rq);
5340         }
5341         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5342         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5343
5344         return ns;
5345 }
5346
5347 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5348 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5349 {
5350         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5351         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5352         static bool warned_once;
5353
5354         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5355                 return 0;
5356
5357         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5358                 return 0;
5359
5360         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5361                 return 0;
5362
5363         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5364                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5365                 rq->ticks_without_resched = 0;
5366                 return 0;
5367         }
5368
5369         rq->ticks_without_resched++;
5370         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5371         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5372                 return 0;
5373
5374         warned_once = true;
5375
5376         return resched_latency;
5377 }
5378
5379 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5380 {
5381         long val;
5382
5383         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5384                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5385                 return 1;
5386         }
5387
5388         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5389         return 1;
5390 }
5391 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5392 #else
5393 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5394 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5395
5396 /*
5397  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5398  * We call it with interrupts disabled.
5399  */
5400 void scheduler_tick(void)
5401 {
5402         int cpu = smp_processor_id();
5403         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5404         struct task_struct *curr = rq->curr;
5405         struct rq_flags rf;
5406         unsigned long thermal_pressure;
5407         u64 resched_latency;
5408
5409         arch_scale_freq_tick();
5410         sched_clock_tick();
5411
5412         rq_lock(rq, &rf);
5413
5414         update_rq_clock(rq);
5415         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5416         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5417         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5418         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5419                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5420         calc_global_load_tick(rq);
5421         sched_core_tick(rq);
5422
5423         rq_unlock(rq, &rf);
5424
5425         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5426                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5427
5428         perf_event_task_tick();
5429
5430 #ifdef CONFIG_SMP
5431         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5432         trigger_load_balance(rq);
5433 #endif
5434 }
5435
5436 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5437
5438 struct tick_work {
5439         int                     cpu;
5440         atomic_t                state;
5441         struct delayed_work     work;
5442 };
5443 /* Values for ->state, see diagram below. */
5444 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5445 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5446 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5447
5448 /*
5449  * State diagram for ->state:
5450  *
5451  *
5452  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5453  *                    |   ^
5454  *                    |   |
5455  *                    |   | sched_tick_remote()
5456  *                    |   |
5457  *                    |   |
5458  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5459  *                    |   ^
5460  *                    |   |
5461  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5462  *                    |   |
5463  *                    V   |
5464  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5465  *
5466  *
5467  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5468  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5469  */
5470
5471 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5472
5473 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5474 {
5475         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5476         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5477         int cpu = twork->cpu;
5478         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5479         struct task_struct *curr;
5480         struct rq_flags rf;
5481         u64 delta;
5482         int os;
5483
5484         /*
5485          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5486          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5487          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5488          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5489          * of when exactly it is running.
5490          */
5491         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5492                 goto out_requeue;
5493
5494         rq_lock_irq(rq, &rf);
5495         curr = rq->curr;
5496         if (cpu_is_offline(cpu))
5497                 goto out_unlock;
5498
5499         update_rq_clock(rq);
5500
5501         if (!is_idle_task(curr)) {
5502                 /*
5503                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5504                  * amount of time.
5505                  */
5506                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5507                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5508         }
5509         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5510
5511         calc_load_nohz_remote(rq);
5512 out_unlock:
5513         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5514 out_requeue:
5515
5516         /*
5517          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5518          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5519          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5520          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5521          */
5522         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5523         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5524         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5525                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5526 }
5527
5528 static void sched_tick_start(int cpu)
5529 {
5530         int os;
5531         struct tick_work *twork;
5532
5533         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5534                 return;
5535
5536         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5537
5538         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5539         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5540         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5541         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5542                 twork->cpu = cpu;
5543                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5544                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5545         }
5546 }
5547
5548 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5549 static void sched_tick_stop(int cpu)
5550 {
5551         struct tick_work *twork;
5552         int os;
5553
5554         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5555                 return;
5556
5557         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5558
5559         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5560         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5561         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5562         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5563         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5564 }
5565 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5566
5567 int __init sched_tick_offload_init(void)
5568 {
5569         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5570         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5571         return 0;
5572 }
5573
5574 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5575 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5576 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5577 #endif
5578
5579 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5580                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5581 /*
5582  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5583  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5584  */
5585 static inline void preempt_latency_start(int val)
5586 {
5587         if (preempt_count() == val) {
5588                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5589 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5590                 current->preempt_disable_ip = ip;
5591 #endif
5592                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5593         }
5594 }
5595
5596 void preempt_count_add(int val)
5597 {
5598 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5599         /*
5600          * Underflow?
5601          */
5602         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5603                 return;
5604 #endif
5605         __preempt_count_add(val);
5606 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5607         /*
5608          * Spinlock count overflowing soon?
5609          */
5610         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5611                                 PREEMPT_MASK - 10);
5612 #endif
5613         preempt_latency_start(val);
5614 }
5615 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5616 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5617
5618 /*
5619  * If the value passed in equals to the current preempt count
5620  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5621  */
5622 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5623 {
5624         if (preempt_count() == val)
5625                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5626 }
5627
5628 void preempt_count_sub(int val)
5629 {
5630 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5631         /*
5632          * Underflow?
5633          */
5634         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5635                 return;
5636         /*
5637          * Is the spinlock portion underflowing?
5638          */
5639         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5640                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5641                 return;
5642 #endif
5643
5644         preempt_latency_stop(val);
5645         __preempt_count_sub(val);
5646 }
5647 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5648 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5649
5650 #else
5651 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5652 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5653 #endif
5654
5655 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5656 {
5657 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5658         return p->preempt_disable_ip;
5659 #else
5660         return 0;
5661 #endif
5662 }
5663
5664 /*
5665  * Print scheduling while atomic bug:
5666  */
5667 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5668 {
5669         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5670         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5671
5672         if (oops_in_progress)
5673                 return;
5674
5675         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5676                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5677
5678         debug_show_held_locks(prev);
5679         print_modules();
5680         if (irqs_disabled())
5681                 print_irqtrace_events(prev);
5682         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5683             && in_atomic_preempt_off()) {
5684                 pr_err("Preemption disabled at:");
5685                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5686         }
5687         if (panic_on_warn)
5688                 panic("scheduling while atomic\n");
5689
5690         dump_stack();
5691         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5692 }
5693
5694 /*
5695  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5696  */
5697 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5698 {
5699 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5700         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5701                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5702
5703         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5704                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5705 #endif
5706
5707 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5708         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5709                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5710                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5711                 dump_stack();
5712                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5713         }
5714 #endif
5715
5716         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5717                 __schedule_bug(prev);
5718                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5719         }
5720         rcu_sleep_check();
5721         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5722
5723         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5724
5725         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5726 }
5727
5728 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5729                                   struct rq_flags *rf)
5730 {
5731 #ifdef CONFIG_SMP
5732         const struct sched_class *class;
5733         /*
5734          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5735          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5736          * state as before we took rq->lock.
5737          *
5738          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5739          * a runnable task of @class priority or higher.
5740          */
5741         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5742                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5743                         break;
5744         }
5745 #endif
5746
5747         put_prev_task(rq, prev);
5748 }
5749
5750 /*
5751  * Pick up the highest-prio task:
5752  */
5753 static inline struct task_struct *
5754 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5755 {
5756         const struct sched_class *class;
5757         struct task_struct *p;
5758
5759         /*
5760          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5761          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5762          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5763          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5764          */
5765         if (likely(!sched_class_above(prev->sched_class, &fair_sched_class) &&
5766                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5767
5768                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5769                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5770                         goto restart;
5771
5772                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5773                 if (!p) {
5774                         put_prev_task(rq, prev);
5775                         p = pick_next_task_idle(rq);
5776                 }
5777
5778                 return p;
5779         }
5780
5781 restart:
5782         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5783
5784         for_each_class(class) {
5785                 p = class->pick_next_task(rq);
5786                 if (p)
5787                         return p;
5788         }
5789
5790         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5791 }
5792
5793 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5794 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5795 {
5796         return (task_rq(t)->idle == t);
5797 }
5798
5799 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
5800 {
5801         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
5802 }
5803
5804 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
5805 {
5806         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
5807                 return true;
5808
5809         return a->core_cookie == b->core_cookie;
5810 }
5811
5812 static inline struct task_struct *pick_task(struct rq *rq)
5813 {
5814         const struct sched_class *class;
5815         struct task_struct *p;
5816
5817         for_each_class(class) {
5818                 p = class->pick_task(rq);
5819                 if (p)
5820                         return p;
5821         }
5822
5823         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5824 }
5825
5826 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
5827
5828 static void queue_core_balance(struct rq *rq);
5829
5830 static struct task_struct *
5831 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5832 {
5833         struct task_struct *next, *p, *max = NULL;
5834         const struct cpumask *smt_mask;
5835         bool fi_before = false;
5836         bool core_clock_updated = (rq == rq->core);
5837         unsigned long cookie;
5838         int i, cpu, occ = 0;
5839         struct rq *rq_i;
5840         bool need_sync;
5841
5842         if (!sched_core_enabled(rq))
5843                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5844
5845         cpu = cpu_of(rq);
5846
5847         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
5848         if (cpu_is_offline(cpu)) {
5849                 /*
5850                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
5851                  * coming online. core_pick would already be migrated to
5852                  * another cpu during offline.
5853                  */
5854                 rq->core_pick = NULL;
5855                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
5856         }
5857
5858         /*
5859          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
5860          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
5861          * pick yet, do so now.
5862          *
5863          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
5864          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
5865          * selection. In this case, do a core-wide selection.
5866          */
5867         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
5868             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
5869             rq->core_pick) {
5870                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
5871
5872                 next = rq->core_pick;
5873                 if (next != prev) {
5874                         put_prev_task(rq, prev);
5875                         set_next_task(rq, next);
5876                 }
5877
5878                 rq->core_pick = NULL;
5879                 goto out;
5880         }
5881
5882         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5883
5884         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
5885         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
5886
5887         /* reset state */
5888         rq->core->core_cookie = 0UL;
5889         if (rq->core->core_forceidle_count) {
5890                 if (!core_clock_updated) {
5891                         update_rq_clock(rq->core);
5892                         core_clock_updated = true;
5893                 }
5894                 sched_core_account_forceidle(rq);
5895                 /* reset after accounting force idle */
5896                 rq->core->core_forceidle_start = 0;
5897                 rq->core->core_forceidle_count = 0;
5898                 rq->core->core_forceidle_occupation = 0;
5899                 need_sync = true;
5900                 fi_before = true;
5901         }
5902
5903         /*
5904          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
5905          *
5906          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
5907          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
5908          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
5909          *
5910          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
5911          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
5912          */
5913         rq->core->core_task_seq++;
5914
5915         /*
5916          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
5917          * and there are no cookied tasks running on siblings.
5918          */
5919         if (!need_sync) {
5920                 next = pick_task(rq);
5921                 if (!next->core_cookie) {
5922                         rq->core_pick = NULL;
5923                         /*
5924                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
5925                          * unconstrained picks as well.
5926                          */
5927                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
5928                         task_vruntime_update(rq, next, false);
5929                         goto out_set_next;
5930                 }
5931         }
5932
5933         /*
5934          * For each thread: do the regular task pick and find the max prio task
5935          * amongst them.
5936          *
5937          * Tie-break prio towards the current CPU
5938          */
5939         for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
5940                 rq_i = cpu_rq(i);
5941
5942                 /*
5943                  * Current cpu always has its clock updated on entrance to
5944                  * pick_next_task(). If the current cpu is not the core,
5945                  * the core may also have been updated above.
5946                  */
5947                 if (i != cpu && (rq_i != rq->core || !core_clock_updated))
5948                         update_rq_clock(rq_i);
5949
5950                 p = rq_i->core_pick = pick_task(rq_i);
5951                 if (!max || prio_less(max, p, fi_before))
5952                         max = p;
5953         }
5954
5955         cookie = rq->core->core_cookie = max->core_cookie;
5956
5957         /*
5958          * For each thread: try and find a runnable task that matches @max or
5959          * force idle.
5960          */
5961         for_each_cpu(i, smt_mask) {
5962                 rq_i = cpu_rq(i);
5963                 p = rq_i->core_pick;
5964
5965                 if (!cookie_equals(p, cookie)) {
5966                         p = NULL;
5967                         if (cookie)
5968                                 p = sched_core_find(rq_i, cookie);
5969                         if (!p)
5970                                 p = idle_sched_class.pick_task(rq_i);
5971                 }
5972
5973                 rq_i->core_pick = p;
5974
5975                 if (p == rq_i->idle) {
5976                         if (rq_i->nr_running) {
5977                                 rq->core->core_forceidle_count++;
5978                                 if (!fi_before)
5979                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
5980                         }
5981                 } else {
5982                         occ++;
5983                 }
5984         }
5985
5986         if (schedstat_enabled() && rq->core->core_forceidle_count) {
5987                 rq->core->core_forceidle_start = rq_clock(rq->core);
5988                 rq->core->core_forceidle_occupation = occ;
5989         }
5990
5991         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
5992         next = rq->core_pick;
5993         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
5994
5995         /* Something should have been selected for current CPU */
5996         WARN_ON_ONCE(!next);
5997
5998         /*
5999          * Reschedule siblings
6000          *
6001          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
6002          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
6003          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
6004          * non-matching user state.
6005          */
6006         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6007                 rq_i = cpu_rq(i);
6008
6009                 /*
6010                  * An online sibling might have gone offline before a task
6011                  * could be picked for it, or it might be offline but later
6012                  * happen to come online, but its too late and nothing was
6013                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
6014                  * so ignore it.
6015                  */
6016                 if (!rq_i->core_pick)
6017                         continue;
6018
6019                 /*
6020                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
6021                  * fi_before     fi      update?
6022                  *  0            0       1
6023                  *  0            1       1
6024                  *  1            0       1
6025                  *  1            1       0
6026                  */
6027                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle_count))
6028                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, !!rq->core->core_forceidle_count);
6029
6030                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
6031
6032                 if (i == cpu) {
6033                         rq_i->core_pick = NULL;
6034                         continue;
6035                 }
6036
6037                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
6038                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
6039
6040                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
6041                         rq_i->core_pick = NULL;
6042                         continue;
6043                 }
6044
6045                 resched_curr(rq_i);
6046         }
6047
6048 out_set_next:
6049         set_next_task(rq, next);
6050 out:
6051         if (rq->core->core_forceidle_count && next == rq->idle)
6052                 queue_core_balance(rq);
6053
6054         return next;
6055 }
6056
6057 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
6058 {
6059         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
6060         struct task_struct *p;
6061         unsigned long cookie;
6062         bool success = false;
6063
6064         local_irq_disable();
6065         double_rq_lock(dst, src);
6066
6067         cookie = dst->core->core_cookie;
6068         if (!cookie)
6069                 goto unlock;
6070
6071         if (dst->curr != dst->idle)
6072                 goto unlock;
6073
6074         p = sched_core_find(src, cookie);
6075         if (p == src->idle)
6076                 goto unlock;
6077
6078         do {
6079                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
6080                         goto next;
6081
6082                 if (!is_cpu_allowed(p, this))
6083                         goto next;
6084
6085                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
6086                         goto next;
6087
6088                 deactivate_task(src, p, 0);
6089                 set_task_cpu(p, this);
6090                 activate_task(dst, p, 0);
6091
6092                 resched_curr(dst);
6093
6094                 success = true;
6095                 break;
6096
6097 next:
6098                 p = sched_core_next(p, cookie);
6099         } while (p);
6100
6101 unlock:
6102         double_rq_unlock(dst, src);
6103         local_irq_enable();
6104
6105         return success;
6106 }
6107
6108 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
6109 {
6110         int i;
6111
6112         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu) {
6113                 if (i == cpu)
6114                         continue;
6115
6116                 if (need_resched())
6117                         break;
6118
6119                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
6120                         return true;
6121         }
6122
6123         return false;
6124 }
6125
6126 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
6127 {
6128         struct sched_domain *sd;
6129         int cpu = cpu_of(rq);
6130
6131         preempt_disable();
6132         rcu_read_lock();
6133         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6134         for_each_domain(cpu, sd) {
6135                 if (need_resched())
6136                         break;
6137
6138                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
6139                         break;
6140         }
6141         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
6142         rcu_read_unlock();
6143         preempt_enable();
6144 }
6145
6146 static DEFINE_PER_CPU(struct callback_head, core_balance_head);
6147
6148 static void queue_core_balance(struct rq *rq)
6149 {
6150         if (!sched_core_enabled(rq))
6151                 return;
6152
6153         if (!rq->core->core_cookie)
6154                 return;
6155
6156         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
6157                 return;
6158
6159         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
6160 }
6161
6162 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
6163 {
6164         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6165         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6166         unsigned long flags;
6167         int t;
6168
6169         sched_core_lock(cpu, &flags);
6170
6171         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6172
6173         /* if we're the first, we'll be our own leader */
6174         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
6175                 goto unlock;
6176
6177         /* find the leader */
6178         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6179                 if (t == cpu)
6180                         continue;
6181                 rq = cpu_rq(t);
6182                 if (rq->core == rq) {
6183                         core_rq = rq;
6184                         break;
6185                 }
6186         }
6187
6188         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
6189                 goto unlock;
6190
6191         /* install and validate core_rq */
6192         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6193                 rq = cpu_rq(t);
6194
6195                 if (t == cpu)
6196                         rq->core = core_rq;
6197
6198                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
6199         }
6200
6201 unlock:
6202         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6203 }
6204
6205 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6206 {
6207         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6208         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6209         unsigned long flags;
6210         int t;
6211
6212         sched_core_lock(cpu, &flags);
6213
6214         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6215         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6216                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6217                 goto unlock;
6218         }
6219
6220         /* if we're not the leader, nothing to do */
6221         if (rq->core != rq)
6222                 goto unlock;
6223
6224         /* find a new leader */
6225         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6226                 if (t == cpu)
6227                         continue;
6228                 core_rq = cpu_rq(t);
6229                 break;
6230         }
6231
6232         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6233                 goto unlock;
6234
6235         /* copy the shared state to the new leader */
6236         core_rq->core_task_seq             = rq->core_task_seq;
6237         core_rq->core_pick_seq             = rq->core_pick_seq;
6238         core_rq->core_cookie               = rq->core_cookie;
6239         core_rq->core_forceidle_count      = rq->core_forceidle_count;
6240         core_rq->core_forceidle_seq        = rq->core_forceidle_seq;
6241         core_rq->core_forceidle_occupation = rq->core_forceidle_occupation;
6242
6243         /*
6244          * Accounting edge for forced idle is handled in pick_next_task().
6245          * Don't need another one here, since the hotplug thread shouldn't
6246          * have a cookie.
6247          */
6248         core_rq->core_forceidle_start = 0;
6249
6250         /* install new leader */
6251         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6252                 rq = cpu_rq(t);
6253                 rq->core = core_rq;
6254         }
6255
6256 unlock:
6257         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6258 }
6259
6260 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6261 {
6262         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6263
6264         if (rq->core != rq)
6265                 rq->core = rq;
6266 }
6267
6268 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6269
6270 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6271 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6272 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6273
6274 static struct task_struct *
6275 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6276 {
6277         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6278 }
6279
6280 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6281
6282 /*
6283  * Constants for the sched_mode argument of __schedule().
6284  *
6285  * The mode argument allows RT enabled kernels to differentiate a
6286  * preemption from blocking on an 'sleeping' spin/rwlock. Note that
6287  * SM_MASK_PREEMPT for !RT has all bits set, which allows the compiler to
6288  * optimize the AND operation out and just check for zero.
6289  */
6290 #define SM_NONE                 0x0
6291 #define SM_PREEMPT              0x1
6292 #define SM_RTLOCK_WAIT          0x2
6293
6294 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
6295 # define SM_MASK_PREEMPT        (~0U)
6296 #else
6297 # define SM_MASK_PREEMPT        SM_PREEMPT
6298 #endif
6299
6300 /*
6301  * __schedule() is the main scheduler function.
6302  *
6303  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6304  *
6305  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6306  *
6307  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6308  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6309  *
6310  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6311  *      interrupt handler scheduler_tick().
6312  *
6313  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6314  *      task to the run-queue and that's it.
6315  *
6316  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6317  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6318  *      called on the nearest possible occasion:
6319  *
6320  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6321  *
6322  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6323  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6324  *           spin_unlock()!)
6325  *
6326  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6327  *           preemptible context
6328  *
6329  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6330  *         then at the next:
6331  *
6332  *          - cond_resched() call
6333  *          - explicit schedule() call
6334  *          - return from syscall or exception to user-space
6335  *          - return from interrupt-handler to user-space
6336  *
6337  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6338  */
6339 static void __sched notrace __schedule(unsigned int sched_mode)
6340 {
6341         struct task_struct *prev, *next;
6342         unsigned long *switch_count;
6343         unsigned long prev_state;
6344         struct rq_flags rf;
6345         struct rq *rq;
6346         int cpu;
6347
6348         cpu = smp_processor_id();
6349         rq = cpu_rq(cpu);
6350         prev = rq->curr;
6351
6352         schedule_debug(prev, !!sched_mode);
6353
6354         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6355                 hrtick_clear(rq);
6356
6357         local_irq_disable();
6358         rcu_note_context_switch(!!sched_mode);
6359
6360         /*
6361          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6362          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6363          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6364          *
6365          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6366          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6367          *                                        wake_up_state(p, state)
6368          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6369          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6370          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6371          *
6372          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6373          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6374          */
6375         rq_lock(rq, &rf);
6376         smp_mb__after_spinlock();
6377
6378         /* Promote REQ to ACT */
6379         rq->clock_update_flags <<= 1;
6380         update_rq_clock(rq);
6381
6382         switch_count = &prev->nivcsw;
6383
6384         /*
6385          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6386          * that we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6387          */
6388         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6389         if (!(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT) && prev_state) {
6390                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6391                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6392                 } else {
6393                         prev->sched_contributes_to_load =
6394                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6395                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6396                                 !(prev->flags & PF_FROZEN);
6397
6398                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6399                                 rq->nr_uninterruptible++;
6400
6401                         /*
6402                          * __schedule()                 ttwu()
6403                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6404                          *   if (prev_state)                goto out;
6405                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6406                          *                                p->state = TASK_WAKING
6407                          *
6408                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6409                          *
6410                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6411                          */
6412                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6413
6414                         if (prev->in_iowait) {
6415                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6416                                 delayacct_blkio_start();
6417                         }
6418                 }
6419                 switch_count = &prev->nvcsw;
6420         }
6421
6422         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6423         clear_tsk_need_resched(prev);
6424         clear_preempt_need_resched();
6425 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6426         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6427 #endif
6428
6429         if (likely(prev != next)) {
6430                 rq->nr_switches++;
6431                 /*
6432                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6433                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6434                  */
6435                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6436                 /*
6437                  * The membarrier system call requires each architecture
6438                  * to have a full memory barrier after updating
6439                  * rq->curr, before returning to user-space.
6440                  *
6441                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6442                  * various architectures:
6443                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6444                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6445                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6446                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6447                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6448                  *   is a RELEASE barrier),
6449                  */
6450                 ++*switch_count;
6451
6452                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6453                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6454
6455                 trace_sched_switch(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT, prev, next, prev_state);
6456
6457                 /* Also unlocks the rq: */
6458                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6459         } else {
6460                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6461
6462                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6463                 __balance_callbacks(rq);
6464                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6465         }
6466 }
6467
6468 void __noreturn do_task_dead(void)
6469 {
6470         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6471         set_special_state(TASK_DEAD);
6472
6473         /* Tell freezer to ignore us: */
6474         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6475
6476         __schedule(SM_NONE);
6477         BUG();
6478
6479         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6480         for (;;)
6481                 cpu_relax();
6482 }
6483
6484 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6485 {
6486         unsigned int task_flags;
6487
6488         if (task_is_running(tsk))
6489                 return;
6490
6491         task_flags = tsk->flags;
6492         /*
6493          * If a worker goes to sleep, notify and ask workqueue whether it
6494          * wants to wake up a task to maintain concurrency.
6495          */
6496         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6497                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6498                         wq_worker_sleeping(tsk);
6499                 else
6500                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6501         }
6502
6503         /*
6504          * spinlock and rwlock must not flush block requests.  This will
6505          * deadlock if the callback attempts to acquire a lock which is
6506          * already acquired.
6507          */
6508         SCHED_WARN_ON(current->__state & TASK_RTLOCK_WAIT);
6509
6510         /*
6511          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6512          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6513          */
6514         blk_flush_plug(tsk->plug, true);
6515 }
6516
6517 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6518 {
6519         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6520                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6521                         wq_worker_running(tsk);
6522                 else
6523                         io_wq_worker_running(tsk);
6524         }
6525 }
6526
6527 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6528 {
6529         struct task_struct *tsk = current;
6530
6531         sched_submit_work(tsk);
6532         do {
6533                 preempt_disable();
6534                 __schedule(SM_NONE);
6535                 sched_preempt_enable_no_resched();
6536         } while (need_resched());
6537         sched_update_worker(tsk);
6538 }
6539 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6540
6541 /*
6542  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6543  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6544  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6545  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6546  * (schedule out non-voluntarily).
6547  *
6548  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6549  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6550  */
6551 void __sched schedule_idle(void)
6552 {
6553         /*
6554          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6555          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6556          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6557          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6558          * TASK_RUNNING state.
6559          */
6560         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6561         do {
6562                 __schedule(SM_NONE);
6563         } while (need_resched());
6564 }
6565
6566 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_OFFSTACK)
6567 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6568 {
6569         /*
6570          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6571          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6572          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6573          * we find a better solution.
6574          *
6575          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6576          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6577          * too frequently to make sense yet.
6578          */
6579         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6580         schedule();
6581         exception_exit(prev_state);
6582 }
6583 #endif
6584
6585 /**
6586  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6587  *
6588  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6589  */
6590 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6591 {
6592         sched_preempt_enable_no_resched();
6593         schedule();
6594         preempt_disable();
6595 }
6596
6597 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
6598 void __sched notrace schedule_rtlock(void)
6599 {
6600         do {
6601                 preempt_disable();
6602                 __schedule(SM_RTLOCK_WAIT);
6603                 sched_preempt_enable_no_resched();
6604         } while (need_resched());
6605 }
6606 NOKPROBE_SYMBOL(schedule_rtlock);
6607 #endif
6608
6609 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6610 {
6611         do {
6612                 /*
6613                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6614                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6615                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6616                  * by the function tracer will call this function again and
6617                  * cause infinite recursion.
6618                  *
6619                  * Preemption must be disabled here before the function
6620                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6621                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6622                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6623                  * which can also be traced by the function tracer.
6624                  */
6625                 preempt_disable_notrace();
6626                 preempt_latency_start(1);
6627                 __schedule(SM_PREEMPT);
6628                 preempt_latency_stop(1);
6629                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6630
6631                 /*
6632                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6633                  * between schedule and now.
6634                  */
6635         } while (need_resched());
6636 }
6637
6638 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6639 /*
6640  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6641  * off of preempt_enable.
6642  */
6643 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6644 {
6645         /*
6646          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6647          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6648          */
6649         if (likely(!preemptible()))
6650                 return;
6651         preempt_schedule_common();
6652 }
6653 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6654 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6655
6656 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6657 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6658 #ifndef preempt_schedule_dynamic_enabled
6659 #define preempt_schedule_dynamic_enabled        preempt_schedule
6660 #define preempt_schedule_dynamic_disabled       NULL
6661 #endif
6662 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, preempt_schedule_dynamic_enabled);
6663 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6664 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6665 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule);
6666 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule(void)
6667 {
6668         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule))
6669                 return;
6670         preempt_schedule();
6671 }
6672 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6673 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6674 #endif
6675 #endif
6676
6677 /**
6678  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6679  *
6680  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6681  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6682  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6683  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6684  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6685  * to be called when the system is still in usermode.
6686  *
6687  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6688  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6689  * calling the scheduler.
6690  */
6691 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6692 {
6693         enum ctx_state prev_ctx;
6694
6695         if (likely(!preemptible()))
6696                 return;
6697
6698         do {
6699                 /*
6700                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6701                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6702                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6703                  * by the function tracer will call this function again and
6704                  * cause infinite recursion.
6705                  *
6706                  * Preemption must be disabled here before the function
6707                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6708                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6709                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6710                  * which can also be traced by the function tracer.
6711                  */
6712                 preempt_disable_notrace();
6713                 preempt_latency_start(1);
6714                 /*
6715                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6716                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6717                  * an infinite recursion.
6718                  */
6719                 prev_ctx = exception_enter();
6720                 __schedule(SM_PREEMPT);
6721                 exception_exit(prev_ctx);
6722
6723                 preempt_latency_stop(1);
6724                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6725         } while (need_resched());
6726 }
6727 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6728
6729 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6730 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6731 #ifndef preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled
6732 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled        preempt_schedule_notrace
6733 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_disabled       NULL
6734 #endif
6735 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled);
6736 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6737 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6738 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule_notrace);
6739 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule_notrace(void)
6740 {
6741         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule_notrace))
6742                 return;
6743         preempt_schedule_notrace();
6744 }
6745 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6746 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6747 #endif
6748 #endif
6749
6750 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6751
6752 /*
6753  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6754  * off of irq context.
6755  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6756  * protect us against recursive calling from irq.
6757  */
6758 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6759 {
6760         enum ctx_state prev_state;
6761
6762         /* Catch callers which need to be fixed */
6763         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6764
6765         prev_state = exception_enter();
6766
6767         do {
6768                 preempt_disable();
6769                 local_irq_enable();
6770                 __schedule(SM_PREEMPT);
6771                 local_irq_disable();
6772                 sched_preempt_enable_no_resched();
6773         } while (need_resched());
6774
6775         exception_exit(prev_state);
6776 }
6777
6778 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6779                           void *key)
6780 {
6781         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6782         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6783 }
6784 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6785
6786 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6787 {
6788         if (dl_prio(prio))
6789                 p->sched_class = &dl_sched_class;
6790         else if (rt_prio(prio))
6791                 p->sched_class = &rt_sched_class;
6792         else
6793                 p->sched_class = &fair_sched_class;
6794
6795         p->prio = prio;
6796 }
6797
6798 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
6799
6800 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
6801 {
6802         if (pi_task)
6803                 prio = min(prio, pi_task->prio);
6804
6805         return prio;
6806 }
6807
6808 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6809 {
6810         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
6811
6812         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
6813 }
6814
6815 /*
6816  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
6817  * @p: task to boost
6818  * @pi_task: donor task
6819  *
6820  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
6821  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
6822  *
6823  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
6824  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
6825  */
6826 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
6827 {
6828         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
6829                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6830         const struct sched_class *prev_class;
6831         struct rq_flags rf;
6832         struct rq *rq;
6833
6834         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
6835         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
6836
6837         /*
6838          * If nothing changed; bail early.
6839          */
6840         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6841                 return;
6842
6843         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
6844         update_rq_clock(rq);
6845         /*
6846          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
6847          * either lock.
6848          *
6849          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
6850          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
6851          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
6852          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
6853          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
6854          */
6855         p->pi_top_task = pi_task;
6856
6857         /*
6858          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
6859          */
6860         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
6861                 goto out_unlock;
6862
6863         /*
6864          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
6865          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
6866          *
6867          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
6868          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
6869          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
6870          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
6871          * with interrupts disabled and will complete the lock
6872          * protected section without being interrupted. So there is no
6873          * real need to boost.
6874          */
6875         if (unlikely(p == rq->idle)) {
6876                 WARN_ON(p != rq->curr);
6877                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
6878                 goto out_unlock;
6879         }
6880
6881         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
6882         oldprio = p->prio;
6883
6884         if (oldprio == prio)
6885                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
6886
6887         prev_class = p->sched_class;
6888         queued = task_on_rq_queued(p);
6889         running = task_current(rq, p);
6890         if (queued)
6891                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
6892         if (running)
6893                 put_prev_task(rq, p);
6894
6895         /*
6896          * Boosting condition are:
6897          * 1. -rt task is running and holds mutex A
6898          *      --> -dl task blocks on mutex A
6899          *
6900          * 2. -dl task is running and holds mutex A
6901          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
6902          *          running task
6903          */
6904         if (dl_prio(prio)) {
6905                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
6906                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
6907                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
6908                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
6909                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
6910                 } else {
6911                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6912                 }
6913         } else if (rt_prio(prio)) {
6914                 if (dl_prio(oldprio))
6915                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6916                 if (oldprio < prio)
6917                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
6918         } else {
6919                 if (dl_prio(oldprio))
6920                         p->dl.pi_se = &p->dl;
6921                 if (rt_prio(oldprio))
6922                         p->rt.timeout = 0;
6923         }
6924
6925         __setscheduler_prio(p, prio);
6926
6927         if (queued)
6928                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
6929         if (running)
6930                 set_next_task(rq, p);
6931
6932         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
6933 out_unlock:
6934         /* Avoid rq from going away on us: */
6935         preempt_disable();
6936
6937         rq_unpin_lock(rq, &rf);
6938         __balance_callbacks(rq);
6939         raw_spin_rq_unlock(rq);
6940
6941         preempt_enable();
6942 }
6943 #else
6944 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
6945 {
6946         return prio;
6947 }
6948 #endif
6949
6950 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
6951 {
6952         bool queued, running;
6953         int old_prio;
6954         struct rq_flags rf;
6955         struct rq *rq;
6956
6957         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
6958                 return;
6959         /*
6960          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
6961          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
6962          */
6963         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6964         update_rq_clock(rq);
6965
6966         /*
6967          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
6968          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
6969          * it won't have any effect on scheduling until the task is
6970          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
6971          */
6972         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
6973                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6974                 goto out_unlock;
6975         }
6976         queued = task_on_rq_queued(p);
6977         running = task_current(rq, p);
6978         if (queued)
6979                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
6980         if (running)
6981                 put_prev_task(rq, p);
6982
6983         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
6984         set_load_weight(p, true);
6985         old_prio = p->prio;
6986         p->prio = effective_prio(p);
6987
6988         if (queued)
6989                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6990         if (running)
6991                 set_next_task(rq, p);
6992
6993         /*
6994          * If the task increased its priority or is running and
6995          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
6996          */
6997         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
6998
6999 out_unlock:
7000         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7001 }
7002 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
7003
7004 /*
7005  * is_nice_reduction - check if nice value is an actual reduction
7006  *
7007  * Similar to can_nice() but does not perform a capability check.
7008  *
7009  * @p: task
7010  * @nice: nice value
7011  */
7012 static bool is_nice_reduction(const struct task_struct *p, const int nice)
7013 {
7014         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
7015         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
7016
7017         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE));
7018 }
7019
7020 /*
7021  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
7022  * @p: task
7023  * @nice: nice value
7024  */
7025 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
7026 {
7027         return is_nice_reduction(p, nice) || capable(CAP_SYS_NICE);
7028 }
7029
7030 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
7031
7032 /*
7033  * sys_nice - change the priority of the current process.
7034  * @increment: priority increment
7035  *
7036  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
7037  * does similar things.
7038  */
7039 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
7040 {
7041         long nice, retval;
7042
7043         /*
7044          * Setpriority might change our priority at the same moment.
7045          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
7046          * and we have a single winner.
7047          */
7048         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
7049         nice = task_nice(current) + increment;
7050
7051         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7052         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
7053                 return -EPERM;
7054
7055         retval = security_task_setnice(current, nice);
7056         if (retval)
7057                 return retval;
7058
7059         set_user_nice(current, nice);
7060         return 0;
7061 }
7062
7063 #endif
7064
7065 /**
7066  * task_prio - return the priority value of a given task.
7067  * @p: the task in question.
7068  *
7069  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
7070  *
7071  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
7072  *
7073  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
7074  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
7075  * deadline                     -101             -1           0
7076  */
7077 int task_prio(const struct task_struct *p)
7078 {
7079         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
7080 }
7081
7082 /**
7083  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
7084  * @cpu: the processor in question.
7085  *
7086  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7087  */
7088 int idle_cpu(int cpu)
7089 {
7090         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7091
7092         if (rq->curr != rq->idle)
7093                 return 0;
7094
7095         if (rq->nr_running)
7096                 return 0;
7097
7098 #ifdef CONFIG_SMP
7099         if (rq->ttwu_pending)
7100                 return 0;
7101 #endif
7102
7103         return 1;
7104 }
7105
7106 /**
7107  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
7108  * @cpu: the CPU in question.
7109  *
7110  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7111  */
7112 int available_idle_cpu(int cpu)
7113 {
7114         if (!idle_cpu(cpu))
7115                 return 0;
7116
7117         if (vcpu_is_preempted(cpu))
7118                 return 0;
7119
7120         return 1;
7121 }
7122
7123 /**
7124  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
7125  * @cpu: the processor in question.
7126  *
7127  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
7128  */
7129 struct task_struct *idle_task(int cpu)
7130 {
7131         return cpu_rq(cpu)->idle;
7132 }
7133
7134 #ifdef CONFIG_SMP
7135 /*
7136  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
7137  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
7138  *
7139  * The scheduler tracks the following metrics:
7140  *
7141  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
7142  *   cpu_bw_dl()
7143  *
7144  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
7145  * synchronized windows and are thus directly comparable.
7146  *
7147  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
7148  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
7149  * in the irq utilization.
7150  *
7151  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
7152  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
7153  * required to meet deadlines.
7154  */
7155 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
7156                                  enum cpu_util_type type,
7157                                  struct task_struct *p)
7158 {
7159         unsigned long dl_util, util, irq, max;
7160         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7161
7162         max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7163
7164         if (!uclamp_is_used() &&
7165             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
7166                 return max;
7167         }
7168
7169         /*
7170          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
7171          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7172          * update_irq_load_avg().
7173          */
7174         irq = cpu_util_irq(rq);
7175         if (unlikely(irq >= max))
7176                 return max;
7177
7178         /*
7179          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7180          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7181          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7182          * to obtain the CPU's actual utilization.
7183          *
7184          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7185          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7186          * tasks.
7187          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7188          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7189          */
7190         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7191         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7192                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7193
7194         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7195
7196         /*
7197          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7198          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7199          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7200          * that we select f_max when there is no idle time.
7201          *
7202          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7203          * saturation when we should -- something for later.
7204          */
7205         if (util + dl_util >= max)
7206                 return max;
7207
7208         /*
7209          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7210          * include util_dl and ignore dl_bw.
7211          */
7212         if (type == ENERGY_UTIL)
7213                 util += dl_util;
7214
7215         /*
7216          * There is still idle time; further improve the number by using the
7217          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7218          * need to scale the task numbers:
7219          *
7220          *              max - irq
7221          *   U' = irq + --------- * U
7222          *                 max
7223          */
7224         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7225         util += irq;
7226
7227         /*
7228          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7229          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7230          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7231          * periods of time.
7232          *
7233          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7234          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7235          * an interface. So, we only do the latter for now.
7236          */
7237         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7238                 util += cpu_bw_dl(rq);
7239
7240         return min(max, util);
7241 }
7242
7243 unsigned long sched_cpu_util(int cpu)
7244 {
7245         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu), ENERGY_UTIL, NULL);
7246 }
7247 #endif /* CONFIG_SMP */
7248
7249 /**
7250  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7251  * @pid: the pid in question.
7252  *
7253  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7254  */
7255 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7256 {
7257         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7258 }
7259
7260 /*
7261  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7262  * it calls know not to change it.
7263  */
7264 #define SETPARAM_POLICY -1
7265
7266 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7267                 const struct sched_attr *attr)
7268 {
7269         int policy = attr->sched_policy;
7270
7271         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7272                 policy = p->policy;
7273
7274         p->policy = policy;
7275
7276         if (dl_policy(policy))
7277                 __setparam_dl(p, attr);
7278         else if (fair_policy(policy))
7279                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7280
7281         /*
7282          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7283          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7284          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7285          */
7286         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7287         p->normal_prio = normal_prio(p);
7288         set_load_weight(p, true);
7289 }
7290
7291 /*
7292  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7293  */
7294 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7295 {
7296         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7297         bool match;
7298
7299         rcu_read_lock();
7300         pcred = __task_cred(p);
7301         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7302                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7303         rcu_read_unlock();
7304         return match;
7305 }
7306
7307 /*
7308  * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority.
7309  * Only issue a capable test if needed and only once to avoid an audit
7310  * event on permitted non-privileged operations:
7311  */
7312 static int user_check_sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7313                                          const struct sched_attr *attr,
7314                                          int policy, int reset_on_fork)
7315 {
7316         if (fair_policy(policy)) {
7317                 if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7318                     !is_nice_reduction(p, attr->sched_nice))
7319                         goto req_priv;
7320         }
7321
7322         if (rt_policy(policy)) {
7323                 unsigned long rlim_rtprio = task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7324
7325                 /* Can't set/change the rt policy: */
7326                 if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7327                         goto req_priv;
7328
7329                 /* Can't increase priority: */
7330                 if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7331                     attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7332                         goto req_priv;
7333         }
7334
7335         /*
7336          * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7337          * (safest behavior); in the future we would like to allow
7338          * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7339          * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7340          */
7341         if (dl_policy(policy))
7342                 goto req_priv;
7343
7344         /*
7345          * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7346          * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7347          */
7348         if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7349                 if (!is_nice_reduction(p, task_nice(p)))
7350                         goto req_priv;
7351         }
7352
7353         /* Can't change other user's priorities: */
7354         if (!check_same_owner(p))
7355                 goto req_priv;
7356
7357         /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7358         if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7359                 goto req_priv;
7360
7361         return 0;
7362
7363 req_priv:
7364         if (!capable(CAP_SYS_NICE))
7365                 return -EPERM;
7366
7367         return 0;
7368 }
7369
7370 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7371                                 const struct sched_attr *attr,
7372                                 bool user, bool pi)
7373 {
7374         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7375         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7376         const struct sched_class *prev_class;
7377         struct callback_head *head;
7378         struct rq_flags rf;
7379         int reset_on_fork;
7380         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7381         struct rq *rq;
7382
7383         /* The pi code expects interrupts enabled */
7384         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7385 recheck:
7386         /* Double check policy once rq lock held: */
7387         if (policy < 0) {
7388                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7389                 policy = oldpolicy = p->policy;
7390         } else {
7391                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7392
7393                 if (!valid_policy(policy))
7394                         return -EINVAL;
7395         }
7396
7397         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7398                 return -EINVAL;
7399
7400         /*
7401          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7402          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7403          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7404          */
7405         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7406                 return -EINVAL;
7407         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7408             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7409                 return -EINVAL;
7410
7411         if (user) {
7412                 retval = user_check_sched_setscheduler(p, attr, policy, reset_on_fork);
7413                 if (retval)
7414                         return retval;
7415
7416                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7417                         return -EINVAL;
7418
7419                 retval = security_task_setscheduler(p);
7420                 if (retval)
7421                         return retval;
7422         }
7423
7424         /* Update task specific "requested" clamps */
7425         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7426                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7427                 if (retval)
7428                         return retval;
7429         }
7430
7431         if (pi)
7432                 cpuset_read_lock();
7433
7434         /*
7435          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7436          * changing the priority of the task:
7437          *
7438          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7439          * runqueue lock must be held.
7440          */
7441         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7442         update_rq_clock(rq);
7443
7444         /*
7445          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7446          */
7447         if (p == rq->stop) {
7448                 retval = -EINVAL;
7449                 goto unlock;
7450         }
7451
7452         /*
7453          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7454          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7455          */
7456         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7457                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7458                         goto change;
7459                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7460                         goto change;
7461                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7462                         goto change;
7463                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7464                         goto change;
7465
7466                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7467                 retval = 0;
7468                 goto unlock;
7469         }
7470 change:
7471
7472         if (user) {
7473 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7474                 /*
7475                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7476                  * assigned.
7477                  */
7478                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7479                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7480                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7481                         retval = -EPERM;
7482                         goto unlock;
7483                 }
7484 #endif
7485 #ifdef CONFIG_SMP
7486                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7487                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7488                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7489
7490                         /*
7491                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7492                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7493                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7494                          */
7495                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7496                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7497                                 retval = -EPERM;
7498                                 goto unlock;
7499                         }
7500                 }
7501 #endif
7502         }
7503
7504         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7505         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7506                 policy = oldpolicy = -1;
7507                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7508                 if (pi)
7509                         cpuset_read_unlock();
7510                 goto recheck;
7511         }
7512
7513         /*
7514          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7515          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7516          * is available.
7517          */
7518         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7519                 retval = -EBUSY;
7520                 goto unlock;
7521         }
7522
7523         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7524         oldprio = p->prio;
7525
7526         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7527         if (pi) {
7528                 /*
7529                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7530                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7531                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7532                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7533                  * itself.
7534                  */
7535                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7536                 if (newprio == oldprio)
7537                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7538         }
7539
7540         queued = task_on_rq_queued(p);
7541         running = task_current(rq, p);
7542         if (queued)
7543                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7544         if (running)
7545                 put_prev_task(rq, p);
7546
7547         prev_class = p->sched_class;
7548
7549         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7550                 __setscheduler_params(p, attr);
7551                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7552         }
7553         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7554
7555         if (queued) {
7556                 /*
7557                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7558                  * increased (user space view).
7559                  */
7560                 if (oldprio < p->prio)
7561                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7562
7563                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7564         }
7565         if (running)
7566                 set_next_task(rq, p);
7567
7568         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7569
7570         /* Avoid rq from going away on us: */
7571         preempt_disable();
7572         head = splice_balance_callbacks(rq);
7573         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7574
7575         if (pi) {
7576                 cpuset_read_unlock();
7577                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7578         }
7579
7580         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7581         balance_callbacks(rq, head);
7582         preempt_enable();
7583
7584         return 0;
7585
7586 unlock:
7587         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7588         if (pi)
7589                 cpuset_read_unlock();
7590         return retval;
7591 }
7592
7593 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7594                                const struct sched_param *param, bool check)
7595 {
7596         struct sched_attr attr = {
7597                 .sched_policy   = policy,
7598                 .sched_priority = param->sched_priority,
7599                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7600         };
7601
7602         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7603         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7604                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7605                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7606                 attr.sched_policy = policy;
7607         }
7608
7609         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7610 }
7611 /**
7612  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7613  * @p: the task in question.
7614  * @policy: new policy.
7615  * @param: structure containing the new RT priority.
7616  *
7617  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7618  *
7619  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7620  *
7621  * NOTE that the task may be already dead.
7622  */
7623 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7624                        const struct sched_param *param)
7625 {
7626         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7627 }
7628
7629 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7630 {
7631         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7632 }
7633
7634 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7635 {
7636         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7637 }
7638 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7639
7640 /**
7641  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7642  * @p: the task in question.
7643  * @policy: new policy.
7644  * @param: structure containing the new RT priority.
7645  *
7646  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7647  * current context has permission.  For example, this is needed in
7648  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7649  * but our caller might not have that capability.
7650  *
7651  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7652  */
7653 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7654                                const struct sched_param *param)
7655 {
7656         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7657 }
7658
7659 /*
7660  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7661  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7662  * be doing.
7663  *
7664  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7665  *
7666  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7667  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7668  * and smash them together and still expect them to work.
7669  *
7670  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7671  *
7672  *   MAX_RT_PRIO / 2
7673  *
7674  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7675  * know enough information to make a sensible choice.
7676  */
7677 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7678 {
7679         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7680         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7681 }
7682 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7683
7684 /*
7685  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7686  */
7687 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7688 {
7689         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7690         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7691 }
7692 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7693
7694 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7695 {
7696         struct sched_attr attr = {
7697                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7698                 .sched_nice = nice,
7699         };
7700         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7701 }
7702 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7703
7704 static int
7705 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7706 {
7707         struct sched_param lparam;
7708         struct task_struct *p;
7709         int retval;
7710
7711         if (!param || pid < 0)
7712                 return -EINVAL;
7713         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7714                 return -EFAULT;
7715
7716         rcu_read_lock();
7717         retval = -ESRCH;
7718         p = find_process_by_pid(pid);
7719         if (likely(p))
7720                 get_task_struct(p);
7721         rcu_read_unlock();
7722
7723         if (likely(p)) {
7724                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7725                 put_task_struct(p);
7726         }
7727
7728         return retval;
7729 }
7730
7731 /*
7732  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7733  */
7734 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7735 {
7736         u32 size;
7737         int ret;
7738
7739         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7740         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7741
7742         ret = get_user(size, &uattr->size);
7743         if (ret)
7744                 return ret;
7745
7746         /* ABI compatibility quirk: */
7747         if (!size)
7748                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7749         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7750                 goto err_size;
7751
7752         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7753         if (ret) {
7754                 if (ret == -E2BIG)
7755                         goto err_size;
7756                 return ret;
7757         }
7758
7759         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7760             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7761                 return -EINVAL;
7762
7763         /*
7764          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7765          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7766          */
7767         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7768
7769         return 0;
7770
7771 err_size:
7772         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7773         return -E2BIG;
7774 }
7775
7776 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
7777 {
7778         if (task_has_dl_policy(p))
7779                 __getparam_dl(p, attr);
7780         else if (task_has_rt_policy(p))
7781                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
7782         else
7783                 attr->sched_nice = task_nice(p);
7784 }
7785
7786 /**
7787  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7788  * @pid: the pid in question.
7789  * @policy: new policy.
7790  * @param: structure containing the new RT priority.
7791  *
7792  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7793  */
7794 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
7795 {
7796         if (policy < 0)
7797                 return -EINVAL;
7798
7799         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
7800 }
7801
7802 /**
7803  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
7804  * @pid: the pid in question.
7805  * @param: structure containing the new RT priority.
7806  *
7807  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7808  */
7809 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7810 {
7811         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
7812 }
7813
7814 /**
7815  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
7816  * @pid: the pid in question.
7817  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7818  * @flags: for future extension.
7819  */
7820 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7821                                unsigned int, flags)
7822 {
7823         struct sched_attr attr;
7824         struct task_struct *p;
7825         int retval;
7826
7827         if (!uattr || pid < 0 || flags)
7828                 return -EINVAL;
7829
7830         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
7831         if (retval)
7832                 return retval;
7833
7834         if ((int)attr.sched_policy < 0)
7835                 return -EINVAL;
7836         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
7837                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
7838
7839         rcu_read_lock();
7840         retval = -ESRCH;
7841         p = find_process_by_pid(pid);
7842         if (likely(p))
7843                 get_task_struct(p);
7844         rcu_read_unlock();
7845
7846         if (likely(p)) {
7847                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
7848                         get_params(p, &attr);
7849                 retval = sched_setattr(p, &attr);
7850                 put_task_struct(p);
7851         }
7852
7853         return retval;
7854 }
7855
7856 /**
7857  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
7858  * @pid: the pid in question.
7859  *
7860  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
7861  * code.
7862  */
7863 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
7864 {
7865         struct task_struct *p;
7866         int retval;
7867
7868         if (pid < 0)
7869                 return -EINVAL;
7870
7871         retval = -ESRCH;
7872         rcu_read_lock();
7873         p = find_process_by_pid(pid);
7874         if (p) {
7875                 retval = security_task_getscheduler(p);
7876                 if (!retval)
7877                         retval = p->policy
7878                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
7879         }
7880         rcu_read_unlock();
7881         return retval;
7882 }
7883
7884 /**
7885  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
7886  * @pid: the pid in question.
7887  * @param: structure containing the RT priority.
7888  *
7889  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
7890  * code.
7891  */
7892 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
7893 {
7894         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
7895         struct task_struct *p;
7896         int retval;
7897
7898         if (!param || pid < 0)
7899                 return -EINVAL;
7900
7901         rcu_read_lock();
7902         p = find_process_by_pid(pid);
7903         retval = -ESRCH;
7904         if (!p)
7905                 goto out_unlock;
7906
7907         retval = security_task_getscheduler(p);
7908         if (retval)
7909                 goto out_unlock;
7910
7911         if (task_has_rt_policy(p))
7912                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
7913         rcu_read_unlock();
7914
7915         /*
7916          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
7917          */
7918         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
7919
7920         return retval;
7921
7922 out_unlock:
7923         rcu_read_unlock();
7924         return retval;
7925 }
7926
7927 /*
7928  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
7929  * than what user-space knows about) to user-space.
7930  *
7931  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
7932  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
7933  * have the same size.
7934  */
7935 static int
7936 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
7937                         struct sched_attr *kattr,
7938                         unsigned int usize)
7939 {
7940         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
7941
7942         if (!access_ok(uattr, usize))
7943                 return -EFAULT;
7944
7945         /*
7946          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
7947          *
7948          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
7949          *
7950          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
7951          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
7952          *
7953          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
7954          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
7955          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
7956          * which is set to ksize in this case.
7957          */
7958         kattr->size = min(usize, ksize);
7959
7960         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
7961                 return -EFAULT;
7962
7963         return 0;
7964 }
7965
7966 /**
7967  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
7968  * @pid: the pid in question.
7969  * @uattr: structure containing the extended parameters.
7970  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
7971  * @flags: for future extension.
7972  */
7973 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
7974                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
7975 {
7976         struct sched_attr kattr = { };
7977         struct task_struct *p;
7978         int retval;
7979
7980         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
7981             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
7982                 return -EINVAL;
7983
7984         rcu_read_lock();
7985         p = find_process_by_pid(pid);
7986         retval = -ESRCH;
7987         if (!p)
7988                 goto out_unlock;
7989
7990         retval = security_task_getscheduler(p);
7991         if (retval)
7992                 goto out_unlock;
7993
7994         kattr.sched_policy = p->policy;
7995         if (p->sched_reset_on_fork)
7996                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7997         get_params(p, &kattr);
7998         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
7999
8000 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
8001         /*
8002          * This could race with another potential updater, but this is fine
8003          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
8004          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
8005          */
8006         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
8007         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
8008 #endif
8009
8010         rcu_read_unlock();
8011
8012         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
8013
8014 out_unlock:
8015         rcu_read_unlock();
8016         return retval;
8017 }
8018
8019 #ifdef CONFIG_SMP
8020 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8021 {
8022         int ret = 0;
8023
8024         /*
8025          * If the task isn't a deadline task or admission control is
8026          * disabled then we don't care about affinity changes.
8027          */
8028         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
8029                 return 0;
8030
8031         /*
8032          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
8033          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
8034          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
8035          * root_domain.
8036          */
8037         rcu_read_lock();
8038         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
8039                 ret = -EBUSY;
8040         rcu_read_unlock();
8041         return ret;
8042 }
8043 #endif
8044
8045 static int
8046 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8047 {
8048         int retval;
8049         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
8050
8051         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
8052                 return -ENOMEM;
8053
8054         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
8055                 retval = -ENOMEM;
8056                 goto out_free_cpus_allowed;
8057         }
8058
8059         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8060         cpumask_and(new_mask, mask, cpus_allowed);
8061
8062         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
8063         if (retval)
8064                 goto out_free_new_mask;
8065 again:
8066         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, SCA_CHECK | SCA_USER);
8067         if (retval)
8068                 goto out_free_new_mask;
8069
8070         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8071         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
8072                 /*
8073                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
8074                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
8075                  */
8076                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8077                 goto again;
8078         }
8079
8080 out_free_new_mask:
8081         free_cpumask_var(new_mask);
8082 out_free_cpus_allowed:
8083         free_cpumask_var(cpus_allowed);
8084         return retval;
8085 }
8086
8087 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
8088 {
8089         struct task_struct *p;
8090         int retval;
8091
8092         rcu_read_lock();
8093
8094         p = find_process_by_pid(pid);
8095         if (!p) {
8096                 rcu_read_unlock();
8097                 return -ESRCH;
8098         }
8099
8100         /* Prevent p going away */
8101         get_task_struct(p);
8102         rcu_read_unlock();
8103
8104         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8105                 retval = -EINVAL;
8106                 goto out_put_task;
8107         }
8108
8109         if (!check_same_owner(p)) {
8110                 rcu_read_lock();
8111                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
8112                         rcu_read_unlock();
8113                         retval = -EPERM;
8114                         goto out_put_task;
8115                 }
8116                 rcu_read_unlock();
8117         }
8118
8119         retval = security_task_setscheduler(p);
8120         if (retval)
8121                 goto out_put_task;
8122
8123         retval = __sched_setaffinity(p, in_mask);
8124 out_put_task:
8125         put_task_struct(p);
8126         return retval;
8127 }
8128
8129 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
8130                              struct cpumask *new_mask)
8131 {
8132         if (len < cpumask_size())
8133                 cpumask_clear(new_mask);
8134         else if (len > cpumask_size())
8135                 len = cpumask_size();
8136
8137         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
8138 }
8139
8140 /**
8141  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
8142  * @pid: pid of the process
8143  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8144  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
8145  *
8146  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8147  */
8148 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8149                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8150 {
8151         cpumask_var_t new_mask;
8152         int retval;
8153
8154         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
8155                 return -ENOMEM;
8156
8157         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
8158         if (retval == 0)
8159                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
8160         free_cpumask_var(new_mask);
8161         return retval;
8162 }
8163
8164 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
8165 {
8166         struct task_struct *p;
8167         unsigned long flags;
8168         int retval;
8169
8170         rcu_read_lock();
8171
8172         retval = -ESRCH;
8173         p = find_process_by_pid(pid);
8174         if (!p)
8175                 goto out_unlock;
8176
8177         retval = security_task_getscheduler(p);
8178         if (retval)
8179                 goto out_unlock;
8180
8181         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
8182         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
8183         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
8184
8185 out_unlock:
8186         rcu_read_unlock();
8187
8188         return retval;
8189 }
8190
8191 /**
8192  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8193  * @pid: pid of the process
8194  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8195  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8196  *
8197  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8198  * error code otherwise.
8199  */
8200 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8201                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8202 {
8203         int ret;
8204         cpumask_var_t mask;
8205
8206         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8207                 return -EINVAL;
8208         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8209                 return -EINVAL;
8210
8211         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8212                 return -ENOMEM;
8213
8214         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8215         if (ret == 0) {
8216                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8217
8218                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
8219                         ret = -EFAULT;
8220                 else
8221                         ret = retlen;
8222         }
8223         free_cpumask_var(mask);
8224
8225         return ret;
8226 }
8227
8228 static void do_sched_yield(void)
8229 {
8230         struct rq_flags rf;
8231         struct rq *rq;
8232
8233         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8234
8235         schedstat_inc(rq->yld_count);
8236         current->sched_class->yield_task(rq);
8237
8238         preempt_disable();
8239         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8240         sched_preempt_enable_no_resched();
8241
8242         schedule();
8243 }
8244
8245 /**
8246  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8247  *
8248  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8249  * other threads running on this CPU then this function will return.
8250  *
8251  * Return: 0.
8252  */
8253 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8254 {
8255         do_sched_yield();
8256         return 0;
8257 }
8258
8259 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8260 int __sched __cond_resched(void)
8261 {
8262         if (should_resched(0)) {
8263                 preempt_schedule_common();
8264                 return 1;
8265         }
8266         /*
8267          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8268          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8269          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8270          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8271          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8272          * processes executing in kernel context might never report an
8273          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8274          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8275          * is in urgent need of one.
8276          */
8277 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8278         rcu_all_qs();
8279 #endif
8280         return 0;
8281 }
8282 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8283 #endif
8284
8285 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8286 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8287 #define cond_resched_dynamic_enabled    __cond_resched
8288 #define cond_resched_dynamic_disabled   ((void *)&__static_call_return0)
8289 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8290 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8291
8292 #define might_resched_dynamic_enabled   __cond_resched
8293 #define might_resched_dynamic_disabled  ((void *)&__static_call_return0)
8294 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8295 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8296 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8297 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_cond_resched);
8298 int __sched dynamic_cond_resched(void)
8299 {
8300         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_cond_resched))
8301                 return 0;
8302         return __cond_resched();
8303 }
8304 EXPORT_SYMBOL(dynamic_cond_resched);
8305
8306 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_might_resched);
8307 int __sched dynamic_might_resched(void)
8308 {
8309         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_might_resched))
8310                 return 0;
8311         return __cond_resched();
8312 }
8313 EXPORT_SYMBOL(dynamic_might_resched);
8314 #endif
8315 #endif
8316
8317 /*
8318  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8319  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8320  *
8321  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8322  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8323  * spin_unlock(), once by hand).
8324  */
8325 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8326 {
8327         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8328         int ret = 0;
8329
8330         lockdep_assert_held(lock);
8331
8332         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8333                 spin_unlock(lock);
8334                 if (!_cond_resched())
8335                         cpu_relax();
8336                 ret = 1;
8337                 spin_lock(lock);
8338         }
8339         return ret;
8340 }
8341 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8342
8343 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8344 {
8345         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8346         int ret = 0;
8347
8348         lockdep_assert_held_read(lock);
8349
8350         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8351                 read_unlock(lock);
8352                 if (!_cond_resched())
8353                         cpu_relax();
8354                 ret = 1;
8355                 read_lock(lock);
8356         }
8357         return ret;
8358 }
8359 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8360
8361 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8362 {
8363         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8364         int ret = 0;
8365
8366         lockdep_assert_held_write(lock);
8367
8368         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8369                 write_unlock(lock);
8370                 if (!_cond_resched())
8371                         cpu_relax();
8372                 ret = 1;
8373                 write_lock(lock);
8374         }
8375         return ret;
8376 }
8377 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8378
8379 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8380
8381 #ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
8382 #include <linux/entry-common.h>
8383 #endif
8384
8385 /*
8386  * SC:cond_resched
8387  * SC:might_resched
8388  * SC:preempt_schedule
8389  * SC:preempt_schedule_notrace
8390  * SC:irqentry_exit_cond_resched
8391  *
8392  *
8393  * NONE:
8394  *   cond_resched               <- __cond_resched
8395  *   might_resched              <- RET0
8396  *   preempt_schedule           <- NOP
8397  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8398  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8399  *
8400  * VOLUNTARY:
8401  *   cond_resched               <- __cond_resched
8402  *   might_resched              <- __cond_resched
8403  *   preempt_schedule           <- NOP
8404  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8405  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8406  *
8407  * FULL:
8408  *   cond_resched               <- RET0
8409  *   might_resched              <- RET0
8410  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
8411  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
8412  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
8413  */
8414
8415 enum {
8416         preempt_dynamic_undefined = -1,
8417         preempt_dynamic_none,
8418         preempt_dynamic_voluntary,
8419         preempt_dynamic_full,
8420 };
8421
8422 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_undefined;
8423
8424 int sched_dynamic_mode(const char *str)
8425 {
8426         if (!strcmp(str, "none"))
8427                 return preempt_dynamic_none;
8428
8429         if (!strcmp(str, "voluntary"))
8430                 return preempt_dynamic_voluntary;
8431
8432         if (!strcmp(str, "full"))
8433                 return preempt_dynamic_full;
8434
8435         return -EINVAL;
8436 }
8437
8438 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8439 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_call_update(f, f##_dynamic_enabled)
8440 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_call_update(f, f##_dynamic_disabled)
8441 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8442 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_key_enable(&sk_dynamic_##f.key)
8443 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_key_disable(&sk_dynamic_##f.key)
8444 #else
8445 #error "Unsupported PREEMPT_DYNAMIC mechanism"
8446 #endif
8447
8448 void sched_dynamic_update(int mode)
8449 {
8450         /*
8451          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
8452          * the ZERO state, which is invalid.
8453          */
8454         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8455         preempt_dynamic_enable(might_resched);
8456         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8457         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8458         preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8459
8460         switch (mode) {
8461         case preempt_dynamic_none:
8462                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8463                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8464                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8465                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8466                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8467                 pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
8468                 break;
8469
8470         case preempt_dynamic_voluntary:
8471                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8472                 preempt_dynamic_enable(might_resched);
8473                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8474                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8475                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8476                 pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
8477                 break;
8478
8479         case preempt_dynamic_full:
8480                 preempt_dynamic_disable(cond_resched);
8481                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8482                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8483                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8484                 preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8485                 pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8486                 break;
8487         }
8488
8489         preempt_dynamic_mode = mode;
8490 }
8491
8492 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
8493 {
8494         int mode = sched_dynamic_mode(str);
8495         if (mode < 0) {
8496                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
8497                 return 0;
8498         }
8499
8500         sched_dynamic_update(mode);
8501         return 1;
8502 }
8503 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
8504
8505 static void __init preempt_dynamic_init(void)
8506 {
8507         if (preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined) {
8508                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_NONE)) {
8509                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_none);
8510                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY)) {
8511                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_voluntary);
8512                 } else {
8513                         /* Default static call setting, nothing to do */
8514                         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT));
8515                         preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
8516                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8517                 }
8518         }
8519 }
8520
8521 #define PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(mode) \
8522         bool preempt_model_##mode(void)                                          \
8523         {                                                                        \
8524                 WARN_ON_ONCE(preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined); \
8525                 return preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_##mode;           \
8526         }                                                                        \
8527         EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_model_##mode)
8528
8529 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(none);
8530 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(voluntary);
8531 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(full);
8532
8533 #else /* !CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8534
8535 static inline void preempt_dynamic_init(void) { }
8536
8537 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8538
8539 /**
8540  * yield - yield the current processor to other threads.
8541  *
8542  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8543  *
8544  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8545  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8546  * it, it's already broken.
8547  *
8548  * Typical broken usage is:
8549  *
8550  * while (!event)
8551  *      yield();
8552  *
8553  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8554  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8555  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8556  *
8557  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8558  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8559  * If you still want to use yield(), do not!
8560  */
8561 void __sched yield(void)
8562 {
8563         set_current_state(TASK_RUNNING);
8564         do_sched_yield();
8565 }
8566 EXPORT_SYMBOL(yield);
8567
8568 /**
8569  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8570  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8571  * processor it's on.
8572  * @p: target task
8573  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8574  *
8575  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8576  * can't go away on us before we can do any checks.
8577  *
8578  * Return:
8579  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8580  *      false (0) if we failed to boost the target.
8581  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8582  */
8583 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8584 {
8585         struct task_struct *curr = current;
8586         struct rq *rq, *p_rq;
8587         unsigned long flags;
8588         int yielded = 0;
8589
8590         local_irq_save(flags);
8591         rq = this_rq();
8592
8593 again:
8594         p_rq = task_rq(p);
8595         /*
8596          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8597          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8598          */
8599         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8600                 yielded = -ESRCH;
8601                 goto out_irq;
8602         }
8603
8604         double_rq_lock(rq, p_rq);
8605         if (task_rq(p) != p_rq) {
8606                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8607                 goto again;
8608         }
8609
8610         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8611                 goto out_unlock;
8612
8613         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8614                 goto out_unlock;
8615
8616         if (task_running(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8617                 goto out_unlock;
8618
8619         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8620         if (yielded) {
8621                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8622                 /*
8623                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8624                  * fairness.
8625                  */
8626                 if (preempt && rq != p_rq)
8627                         resched_curr(p_rq);
8628         }
8629
8630 out_unlock:
8631         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8632 out_irq:
8633         local_irq_restore(flags);
8634
8635         if (yielded > 0)
8636                 schedule();
8637
8638         return yielded;
8639 }
8640 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8641
8642 int io_schedule_prepare(void)
8643 {
8644         int old_iowait = current->in_iowait;
8645
8646         current->in_iowait = 1;
8647         blk_flush_plug(current->plug, true);
8648         return old_iowait;
8649 }
8650
8651 void io_schedule_finish(int token)
8652 {
8653         current->in_iowait = token;
8654 }
8655
8656 /*
8657  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8658  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8659  */
8660 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8661 {
8662         int token;
8663         long ret;
8664
8665         token = io_schedule_prepare();
8666         ret = schedule_timeout(timeout);
8667         io_schedule_finish(token);
8668
8669         return ret;
8670 }
8671 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8672
8673 void __sched io_schedule(void)
8674 {
8675         int token;
8676
8677         token = io_schedule_prepare();
8678         schedule();
8679         io_schedule_finish(token);
8680 }
8681 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8682
8683 /**
8684  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8685  * @policy: scheduling class.
8686  *
8687  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8688  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8689  * On failure, a negative error code is returned.
8690  */
8691 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8692 {
8693         int ret = -EINVAL;
8694
8695         switch (policy) {
8696         case SCHED_FIFO:
8697         case SCHED_RR:
8698                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
8699                 break;
8700         case SCHED_DEADLINE:
8701         case SCHED_NORMAL:
8702         case SCHED_BATCH:
8703         case SCHED_IDLE:
8704                 ret = 0;
8705                 break;
8706         }
8707         return ret;
8708 }
8709
8710 /**
8711  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
8712  * @policy: scheduling class.
8713  *
8714  * Return: On success, this syscall returns the minimum
8715  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8716  * On failure, a negative error code is returned.
8717  */
8718 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
8719 {
8720         int ret = -EINVAL;
8721
8722         switch (policy) {
8723         case SCHED_FIFO:
8724         case SCHED_RR:
8725                 ret = 1;
8726                 break;
8727         case SCHED_DEADLINE:
8728         case SCHED_NORMAL:
8729         case SCHED_BATCH:
8730         case SCHED_IDLE:
8731                 ret = 0;
8732         }
8733         return ret;
8734 }
8735
8736 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
8737 {
8738         struct task_struct *p;
8739         unsigned int time_slice;
8740         struct rq_flags rf;
8741         struct rq *rq;
8742         int retval;
8743
8744         if (pid < 0)
8745                 return -EINVAL;
8746
8747         retval = -ESRCH;
8748         rcu_read_lock();
8749         p = find_process_by_pid(pid);
8750         if (!p)
8751                 goto out_unlock;
8752
8753         retval = security_task_getscheduler(p);
8754         if (retval)
8755                 goto out_unlock;
8756
8757         rq = task_rq_lock(p, &rf);
8758         time_slice = 0;
8759         if (p->sched_class->get_rr_interval)
8760                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
8761         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
8762
8763         rcu_read_unlock();
8764         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
8765         return 0;
8766
8767 out_unlock:
8768         rcu_read_unlock();
8769         return retval;
8770 }
8771
8772 /**
8773  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
8774  * @pid: pid of the process.
8775  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
8776  *
8777  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
8778  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
8779  *
8780  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
8781  * an error code.
8782  */
8783 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
8784                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
8785 {
8786         struct timespec64 t;
8787         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8788
8789         if (retval == 0)
8790                 retval = put_timespec64(&t, interval);
8791
8792         return retval;
8793 }
8794
8795 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
8796 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
8797                 struct old_timespec32 __user *, interval)
8798 {
8799         struct timespec64 t;
8800         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
8801
8802         if (retval == 0)
8803                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
8804         return retval;
8805 }
8806 #endif
8807
8808 void sched_show_task(struct task_struct *p)
8809 {
8810         unsigned long free = 0;
8811         int ppid;
8812
8813         if (!try_get_task_stack(p))
8814                 return;
8815
8816         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
8817
8818         if (task_is_running(p))
8819                 pr_cont("  running task    ");
8820 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
8821         free = stack_not_used(p);
8822 #endif
8823         ppid = 0;
8824         rcu_read_lock();
8825         if (pid_alive(p))
8826                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
8827         rcu_read_unlock();
8828         pr_cont(" stack:%5lu pid:%5d ppid:%6d flags:0x%08lx\n",
8829                 free, task_pid_nr(p), ppid,
8830                 read_task_thread_flags(p));
8831
8832         print_worker_info(KERN_INFO, p);
8833         print_stop_info(KERN_INFO, p);
8834         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
8835         put_task_stack(p);
8836 }
8837 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
8838
8839 static inline bool
8840 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
8841 {
8842         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
8843
8844         /* no filter, everything matches */
8845         if (!state_filter)
8846                 return true;
8847
8848         /* filter, but doesn't match */
8849         if (!(state & state_filter))
8850                 return false;
8851
8852         /*
8853          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
8854          * TASK_KILLABLE).
8855          */
8856         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && state == TASK_IDLE)
8857                 return false;
8858
8859         return true;
8860 }
8861
8862
8863 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
8864 {
8865         struct task_struct *g, *p;
8866
8867         rcu_read_lock();
8868         for_each_process_thread(g, p) {
8869                 /*
8870                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
8871                  * console might take a lot of time:
8872                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
8873                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
8874                  * an IPI.
8875                  */
8876                 touch_nmi_watchdog();
8877                 touch_all_softlockup_watchdogs();
8878                 if (state_filter_match(state_filter, p))
8879                         sched_show_task(p);
8880         }
8881
8882 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
8883         if (!state_filter)
8884                 sysrq_sched_debug_show();
8885 #endif
8886         rcu_read_unlock();
8887         /*
8888          * Only show locks if all tasks are dumped:
8889          */
8890         if (!state_filter)
8891                 debug_show_all_locks();
8892 }
8893
8894 /**
8895  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
8896  * @idle: task in question
8897  * @cpu: CPU the idle task belongs to
8898  *
8899  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
8900  * flag, to make booting more robust.
8901  */
8902 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
8903 {
8904         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8905         unsigned long flags;
8906
8907         __sched_fork(0, idle);
8908
8909         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
8910         raw_spin_rq_lock(rq);
8911
8912         idle->__state = TASK_RUNNING;
8913         idle->se.exec_start = sched_clock();
8914         /*
8915          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
8916          * look like a proper per-CPU kthread.
8917          */
8918         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
8919         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
8920
8921 #ifdef CONFIG_SMP
8922         /*
8923          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
8924          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
8925          *
8926          * And since this is boot we can forgo the serialization.
8927          */
8928         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu), 0);
8929 #endif
8930         /*
8931          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
8932          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
8933          * lockdep check in task_group() will fail.
8934          *
8935          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
8936          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
8937          *
8938          * Silence PROVE_RCU
8939          */
8940         rcu_read_lock();
8941         __set_task_cpu(idle, cpu);
8942         rcu_read_unlock();
8943
8944         rq->idle = idle;
8945         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
8946         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
8947 #ifdef CONFIG_SMP
8948         idle->on_cpu = 1;
8949 #endif
8950         raw_spin_rq_unlock(rq);
8951         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
8952
8953         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
8954         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
8955
8956         /*
8957          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
8958          */
8959         idle->sched_class = &idle_sched_class;
8960         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
8961         vtime_init_idle(idle, cpu);
8962 #ifdef CONFIG_SMP
8963         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
8964 #endif
8965 }
8966
8967 #ifdef CONFIG_SMP
8968
8969 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
8970                               const struct cpumask *trial)
8971 {
8972         int ret = 1;
8973
8974         if (cpumask_empty(cur))
8975                 return ret;
8976
8977         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
8978
8979         return ret;
8980 }
8981
8982 int task_can_attach(struct task_struct *p,
8983                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
8984 {
8985         int ret = 0;
8986
8987         /*
8988          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
8989          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
8990          * affinity and isolating such threads by their set of
8991          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
8992          * applicable for such threads.  This prevents checking for
8993          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
8994          * before cpus_mask may be changed.
8995          */
8996         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8997                 ret = -EINVAL;
8998                 goto out;
8999         }
9000
9001         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
9002                                               cs_cpus_allowed)) {
9003                 int cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_cpus_allowed);
9004
9005                 ret = dl_cpu_busy(cpu, p);
9006         }
9007
9008 out:
9009         return ret;
9010 }
9011
9012 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
9013
9014 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9015 /* Migrate current task p to target_cpu */
9016 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
9017 {
9018         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
9019         int curr_cpu = task_cpu(p);
9020
9021         if (curr_cpu == target_cpu)
9022                 return 0;
9023
9024         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
9025                 return -EINVAL;
9026
9027         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
9028
9029         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
9030         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
9031 }
9032
9033 /*
9034  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
9035  * tasks on the runqueues
9036  */
9037 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
9038 {
9039         bool queued, running;
9040         struct rq_flags rf;
9041         struct rq *rq;
9042
9043         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9044         queued = task_on_rq_queued(p);
9045         running = task_current(rq, p);
9046
9047         if (queued)
9048                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
9049         if (running)
9050                 put_prev_task(rq, p);
9051
9052         p->numa_preferred_nid = nid;
9053
9054         if (queued)
9055                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
9056         if (running)
9057                 set_next_task(rq, p);
9058         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9059 }
9060 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9061
9062 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9063 /*
9064  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
9065  * offline.
9066  */
9067 void idle_task_exit(void)
9068 {
9069         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
9070
9071         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
9072         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
9073
9074         if (mm != &init_mm) {
9075                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
9076                 finish_arch_post_lock_switch();
9077         }
9078
9079         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
9080 }
9081
9082 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
9083 {
9084         struct task_struct *p = arg;
9085         struct rq *rq = this_rq();
9086         struct rq_flags rf;
9087         int cpu;
9088
9089         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
9090         rq_lock(rq, &rf);
9091
9092         update_rq_clock(rq);
9093
9094         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
9095                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
9096                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
9097         }
9098
9099         rq_unlock(rq, &rf);
9100         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
9101
9102         put_task_struct(p);
9103
9104         return 0;
9105 }
9106
9107 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
9108
9109 /*
9110  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
9111  *
9112  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
9113  * effective when the hotplug motion is down.
9114  */
9115 static void balance_push(struct rq *rq)
9116 {
9117         struct task_struct *push_task = rq->curr;
9118
9119         lockdep_assert_rq_held(rq);
9120
9121         /*
9122          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
9123          */
9124         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9125
9126         /*
9127          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
9128          * CPU.
9129          */
9130         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
9131                 return;
9132
9133         /*
9134          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
9135          * required to complete the hotplug process.
9136          */
9137         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
9138             is_migration_disabled(push_task)) {
9139
9140                 /*
9141                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
9142                  * up the hotplug control thread which might wait for the
9143                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
9144                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
9145                  * and can't obviously be running in parallel.
9146                  *
9147                  * On RT kernels this also has to check whether there are
9148                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
9149                  * need to leave the migrate disabled section first.
9150                  */
9151                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
9152                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
9153                         raw_spin_rq_unlock(rq);
9154                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
9155                         raw_spin_rq_lock(rq);
9156                 }
9157                 return;
9158         }
9159
9160         get_task_struct(push_task);
9161         /*
9162          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
9163          * Both preemption and IRQs are still disabled.
9164          */
9165         raw_spin_rq_unlock(rq);
9166         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
9167                             this_cpu_ptr(&push_work));
9168         /*
9169          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
9170          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
9171          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
9172          */
9173         raw_spin_rq_lock(rq);
9174 }
9175
9176 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
9177 {
9178         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9179         struct rq_flags rf;
9180
9181         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9182         if (on) {
9183                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
9184                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9185         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
9186                 rq->balance_callback = NULL;
9187         }
9188         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9189 }
9190
9191 /*
9192  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
9193  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
9194  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
9195  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
9196  */
9197 static void balance_hotplug_wait(void)
9198 {
9199         struct rq *rq = this_rq();
9200
9201         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
9202                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
9203                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
9204 }
9205
9206 #else
9207
9208 static inline void balance_push(struct rq *rq)
9209 {
9210 }
9211
9212 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
9213 {
9214 }
9215
9216 static inline void balance_hotplug_wait(void)
9217 {
9218 }
9219
9220 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
9221
9222 void set_rq_online(struct rq *rq)
9223 {
9224         if (!rq->online) {
9225                 const struct sched_class *class;
9226
9227                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9228                 rq->online = 1;
9229
9230                 for_each_class(class) {
9231                         if (class->rq_online)
9232                                 class->rq_online(rq);
9233                 }
9234         }
9235 }
9236
9237 void set_rq_offline(struct rq *rq)
9238 {
9239         if (rq->online) {
9240                 const struct sched_class *class;
9241
9242                 for_each_class(class) {
9243                         if (class->rq_offline)
9244                                 class->rq_offline(rq);
9245                 }
9246
9247                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9248                 rq->online = 0;
9249         }
9250 }
9251
9252 /*
9253  * used to mark begin/end of suspend/resume:
9254  */
9255 static int num_cpus_frozen;
9256
9257 /*
9258  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
9259  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
9260  * around partition_sched_domains().
9261  *
9262  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
9263  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
9264  */
9265 static void cpuset_cpu_active(void)
9266 {
9267         if (cpuhp_tasks_frozen) {
9268                 /*
9269                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
9270                  * resume sequence. As long as this is not the last online
9271                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
9272                  * domain, ignoring cpusets.
9273                  */
9274                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9275                 if (--num_cpus_frozen)
9276                         return;
9277                 /*
9278                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
9279                  * restore the original sched domains by considering the
9280                  * cpuset configurations.
9281                  */
9282                 cpuset_force_rebuild();
9283         }
9284         cpuset_update_active_cpus();
9285 }
9286
9287 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
9288 {
9289         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
9290                 int ret = dl_cpu_busy(cpu, NULL);
9291
9292                 if (ret)
9293                         return ret;
9294                 cpuset_update_active_cpus();
9295         } else {
9296                 num_cpus_frozen++;
9297                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9298         }
9299         return 0;
9300 }
9301
9302 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
9303 {
9304         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9305         struct rq_flags rf;
9306
9307         /*
9308          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
9309          * regular tasks.
9310          */
9311         balance_push_set(cpu, false);
9312
9313 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9314         /*
9315          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
9316          */
9317         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9318                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
9319 #endif
9320         set_cpu_active(cpu, true);
9321
9322         if (sched_smp_initialized) {
9323                 sched_update_numa(cpu, true);
9324                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
9325                 cpuset_cpu_active();
9326         }
9327
9328         /*
9329          * Put the rq online, if not already. This happens:
9330          *
9331          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
9332          *    after all CPUs have been brought up.
9333          *
9334          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
9335          *    domains.
9336          */
9337         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9338         if (rq->rd) {
9339                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9340                 set_rq_online(rq);
9341         }
9342         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9343
9344         return 0;
9345 }
9346
9347 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
9348 {
9349         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9350         struct rq_flags rf;
9351         int ret;
9352
9353         /*
9354          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
9355          * load balancing when not active
9356          */
9357         nohz_balance_exit_idle(rq);
9358
9359         set_cpu_active(cpu, false);
9360
9361         /*
9362          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9363          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9364          * push those tasks away until this gets cleared, see
9365          * sched_cpu_dying().
9366          */
9367         balance_push_set(cpu, true);
9368
9369         /*
9370          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9371          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9372          * all new such users will observe it.
9373          *
9374          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9375          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9376          *
9377          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9378          */
9379         synchronize_rcu();
9380
9381         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9382         if (rq->rd) {
9383                 update_rq_clock(rq);
9384                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9385                 set_rq_offline(rq);
9386         }
9387         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9388
9389 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9390         /*
9391          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9392          */
9393         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9394                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9395
9396         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9397 #endif
9398
9399         if (!sched_smp_initialized)
9400                 return 0;
9401
9402         sched_update_numa(cpu, false);
9403         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9404         if (ret) {
9405                 balance_push_set(cpu, false);
9406                 set_cpu_active(cpu, true);
9407                 sched_update_numa(cpu, true);
9408                 return ret;
9409         }
9410         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9411         return 0;
9412 }
9413
9414 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9415 {
9416         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9417
9418         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9419         update_max_interval();
9420 }
9421
9422 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9423 {
9424         sched_core_cpu_starting(cpu);
9425         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9426         sched_tick_start(cpu);
9427         return 0;
9428 }
9429
9430 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9431
9432 /*
9433  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9434  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9435  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9436  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9437  * any of those which might be on the way out are gone.
9438  *
9439  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9440  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9441  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9442  */
9443 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9444 {
9445         balance_hotplug_wait();
9446         return 0;
9447 }
9448
9449 /*
9450  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9451  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9452  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9453  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9454  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9455  *
9456  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9457  */
9458 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9459 {
9460         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9461
9462         if (delta)
9463                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9464 }
9465
9466 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9467 {
9468         struct task_struct *g, *p;
9469         int cpu = cpu_of(rq);
9470
9471         lockdep_assert_rq_held(rq);
9472
9473         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9474         for_each_process_thread(g, p) {
9475                 if (task_cpu(p) != cpu)
9476                         continue;
9477
9478                 if (!task_on_rq_queued(p))
9479                         continue;
9480
9481                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9482         }
9483 }
9484
9485 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9486 {
9487         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9488         struct rq_flags rf;
9489
9490         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9491         sched_tick_stop(cpu);
9492
9493         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9494         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9495                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9496                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9497         }
9498         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9499
9500         calc_load_migrate(rq);
9501         update_max_interval();
9502         hrtick_clear(rq);
9503         sched_core_cpu_dying(cpu);
9504         return 0;
9505 }
9506 #endif
9507
9508 void __init sched_init_smp(void)
9509 {
9510         sched_init_numa(NUMA_NO_NODE);
9511
9512         /*
9513          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9514          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9515          * happen.
9516          */
9517         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9518         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9519         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9520
9521         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9522         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN)) < 0)
9523                 BUG();
9524         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9525         sched_init_granularity();
9526
9527         init_sched_rt_class();
9528         init_sched_dl_class();
9529
9530         sched_smp_initialized = true;
9531 }
9532
9533 static int __init migration_init(void)
9534 {
9535         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9536         return 0;
9537 }
9538 early_initcall(migration_init);
9539
9540 #else
9541 void __init sched_init_smp(void)
9542 {
9543         sched_init_granularity();
9544 }
9545 #endif /* CONFIG_SMP */
9546
9547 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9548 {
9549         return in_lock_functions(addr) ||
9550                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9551                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9552 }
9553
9554 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9555 /*
9556  * Default task group.
9557  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9558  */
9559 struct task_group root_task_group;
9560 LIST_HEAD(task_groups);
9561
9562 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9563 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9564 #endif
9565
9566 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
9567 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_rq_mask);
9568
9569 void __init sched_init(void)
9570 {
9571         unsigned long ptr = 0;
9572         int i;
9573
9574         /* Make sure the linker didn't screw up */
9575         BUG_ON(&idle_sched_class != &fair_sched_class + 1 ||
9576                &fair_sched_class != &rt_sched_class + 1 ||
9577                &rt_sched_class   != &dl_sched_class + 1);
9578 #ifdef CONFIG_SMP
9579         BUG_ON(&dl_sched_class != &stop_sched_class + 1);
9580 #endif
9581
9582         wait_bit_init();
9583
9584 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9585         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9586 #endif
9587 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9588         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9589 #endif
9590         if (ptr) {
9591                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9592
9593 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9594                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9595                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9596
9597                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9598                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9599
9600                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9601                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9602 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9603 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9604                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9605                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9606
9607                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9608                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9609
9610 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9611         }
9612 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
9613         for_each_possible_cpu(i) {
9614                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9615                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9616                 per_cpu(select_rq_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
9617                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
9618         }
9619 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
9620
9621         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9622
9623 #ifdef CONFIG_SMP
9624         init_defrootdomain();
9625 #endif
9626
9627 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9628         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9629                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9630 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9631
9632 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9633         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9634
9635         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9636         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9637         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9638         autogroup_init(&init_task);
9639 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9640
9641         for_each_possible_cpu(i) {
9642                 struct rq *rq;
9643
9644                 rq = cpu_rq(i);
9645                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9646                 rq->nr_running = 0;
9647                 rq->calc_load_active = 0;
9648                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9649                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9650                 init_rt_rq(&rq->rt);
9651                 init_dl_rq(&rq->dl);
9652 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9653                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9654                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9655                 /*
9656                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9657                  *
9658                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9659                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9660                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9661                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9662                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9663                  * (se->load.weight).
9664                  *
9665                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9666                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9667                  * then A0's share of the CPU resource is:
9668                  *
9669                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9670                  *
9671                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9672                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9673                  */
9674                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9675 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9676
9677                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9678 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9679                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9680 #endif
9681 #ifdef CONFIG_SMP
9682                 rq->sd = NULL;
9683                 rq->rd = NULL;
9684                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9685                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9686                 rq->active_balance = 0;
9687                 rq->next_balance = jiffies;
9688                 rq->push_cpu = 0;
9689                 rq->cpu = i;
9690                 rq->online = 0;
9691                 rq->idle_stamp = 0;
9692                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9693                 rq->wake_stamp = jiffies;
9694                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9695                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9696
9697                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9698
9699                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9700 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9701                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
9702                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
9703
9704                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
9705 #endif
9706 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9707                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
9708 #endif
9709 #endif /* CONFIG_SMP */
9710                 hrtick_rq_init(rq);
9711                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
9712
9713 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
9714                 rq->core = rq;
9715                 rq->core_pick = NULL;
9716                 rq->core_enabled = 0;
9717                 rq->core_tree = RB_ROOT;
9718                 rq->core_forceidle_count = 0;
9719                 rq->core_forceidle_occupation = 0;
9720                 rq->core_forceidle_start = 0;
9721
9722                 rq->core_cookie = 0UL;
9723 #endif
9724         }
9725
9726         set_load_weight(&init_task, false);
9727
9728         /*
9729          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
9730          */
9731         mmgrab(&init_mm);
9732         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
9733
9734         /*
9735          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
9736          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
9737          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
9738          * kthreads.
9739          */
9740         WARN_ON(!set_kthread_struct(current));
9741
9742         /*
9743          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
9744          * called from this thread, however somewhere below it might be,
9745          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
9746          * when this runqueue becomes "idle".
9747          */
9748         init_idle(current, smp_processor_id());
9749
9750         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9751
9752 #ifdef CONFIG_SMP
9753         idle_thread_set_boot_cpu();
9754         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
9755 #endif
9756         init_sched_fair_class();
9757
9758         psi_init();
9759
9760         init_uclamp();
9761
9762         preempt_dynamic_init();
9763
9764         scheduler_running = 1;
9765 }
9766
9767 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
9768
9769 void __might_sleep(const char *file, int line)
9770 {
9771         unsigned int state = get_current_state();
9772         /*
9773          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
9774          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
9775          * otherwise we will destroy state.
9776          */
9777         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
9778                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
9779                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
9780                         (void *)current->task_state_change,
9781                         (void *)current->task_state_change);
9782
9783         __might_resched(file, line, 0);
9784 }
9785 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
9786
9787 static void print_preempt_disable_ip(int preempt_offset, unsigned long ip)
9788 {
9789         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT))
9790                 return;
9791
9792         if (preempt_count() == preempt_offset)
9793                 return;
9794
9795         pr_err("Preemption disabled at:");
9796         print_ip_sym(KERN_ERR, ip);
9797 }
9798
9799 static inline bool resched_offsets_ok(unsigned int offsets)
9800 {
9801         unsigned int nested = preempt_count();
9802
9803         nested += rcu_preempt_depth() << MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT;
9804
9805         return nested == offsets;
9806 }
9807
9808 void __might_resched(const char *file, int line, unsigned int offsets)
9809 {
9810         /* Ratelimiting timestamp: */
9811         static unsigned long prev_jiffy;
9812
9813         unsigned long preempt_disable_ip;
9814
9815         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
9816         rcu_sleep_check();
9817
9818         if ((resched_offsets_ok(offsets) && !irqs_disabled() &&
9819              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
9820             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
9821             oops_in_progress)
9822                 return;
9823
9824         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9825                 return;
9826         prev_jiffy = jiffies;
9827
9828         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
9829         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
9830
9831         pr_err("BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
9832                file, line);
9833         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
9834                in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
9835                current->pid, current->comm);
9836         pr_err("preempt_count: %x, expected: %x\n", preempt_count(),
9837                offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK);
9838
9839         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) {
9840                 pr_err("RCU nest depth: %d, expected: %u\n",
9841                        rcu_preempt_depth(), offsets >> MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT);
9842         }
9843
9844         if (task_stack_end_corrupted(current))
9845                 pr_emerg("Thread overran stack, or stack corrupted\n");
9846
9847         debug_show_held_locks(current);
9848         if (irqs_disabled())
9849                 print_irqtrace_events(current);
9850
9851         print_preempt_disable_ip(offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK,
9852                                  preempt_disable_ip);
9853
9854         dump_stack();
9855         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9856 }
9857 EXPORT_SYMBOL(__might_resched);
9858
9859 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
9860 {
9861         static unsigned long prev_jiffy;
9862
9863         if (irqs_disabled())
9864                 return;
9865
9866         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9867                 return;
9868
9869         if (preempt_count() > preempt_offset)
9870                 return;
9871
9872         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9873                 return;
9874         prev_jiffy = jiffies;
9875
9876         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
9877         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
9878                         in_atomic(), irqs_disabled(),
9879                         current->pid, current->comm);
9880
9881         debug_show_held_locks(current);
9882         dump_stack();
9883         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9884 }
9885 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
9886
9887 #ifdef CONFIG_SMP
9888 void __cant_migrate(const char *file, int line)
9889 {
9890         static unsigned long prev_jiffy;
9891
9892         if (irqs_disabled())
9893                 return;
9894
9895         if (is_migration_disabled(current))
9896                 return;
9897
9898         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
9899                 return;
9900
9901         if (preempt_count() > 0)
9902                 return;
9903
9904         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
9905                 return;
9906         prev_jiffy = jiffies;
9907
9908         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
9909         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
9910                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
9911                current->pid, current->comm);
9912
9913         debug_show_held_locks(current);
9914         dump_stack();
9915         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
9916 }
9917 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
9918 #endif
9919 #endif
9920
9921 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
9922 void normalize_rt_tasks(void)
9923 {
9924         struct task_struct *g, *p;
9925         struct sched_attr attr = {
9926                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
9927         };
9928
9929         read_lock(&tasklist_lock);
9930         for_each_process_thread(g, p) {
9931                 /*
9932                  * Only normalize user tasks:
9933                  */
9934                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
9935                         continue;
9936
9937                 p->se.exec_start = 0;
9938                 schedstat_set(p->stats.wait_start,  0);
9939                 schedstat_set(p->stats.sleep_start, 0);
9940                 schedstat_set(p->stats.block_start, 0);
9941
9942                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
9943                         /*
9944                          * Renice negative nice level userspace
9945                          * tasks back to 0:
9946                          */
9947                         if (task_nice(p) < 0)
9948                                 set_user_nice(p, 0);
9949                         continue;
9950                 }
9951
9952                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
9953         }
9954         read_unlock(&tasklist_lock);
9955 }
9956
9957 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
9958
9959 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
9960 /*
9961  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
9962  *
9963  * They can only be called when the whole system has been
9964  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
9965  * activity can take place. Using them for anything else would
9966  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
9967  * under any other configuration.
9968  */
9969
9970 /**
9971  * curr_task - return the current task for a given CPU.
9972  * @cpu: the processor in question.
9973  *
9974  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
9975  *
9976  * Return: The current task for @cpu.
9977  */
9978 struct task_struct *curr_task(int cpu)
9979 {
9980         return cpu_curr(cpu);
9981 }
9982
9983 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
9984
9985 #ifdef CONFIG_IA64
9986 /**
9987  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
9988  * @cpu: the processor in question.
9989  * @p: the task pointer to set.
9990  *
9991  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
9992  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
9993  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
9994  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
9995  * and caller must save the original value of the current task (see
9996  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
9997  * re-starting the system.
9998  *
9999  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10000  */
10001 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
10002 {
10003         cpu_curr(cpu) = p;
10004 }
10005
10006 #endif
10007
10008 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
10009 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
10010 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
10011
10012 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
10013                                             struct task_group *parent)
10014 {
10015 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10016         enum uclamp_id clamp_id;
10017
10018         for_each_clamp_id(clamp_id) {
10019                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
10020                               uclamp_none(clamp_id), false);
10021                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
10022         }
10023 #endif
10024 }
10025
10026 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
10027 {
10028         free_fair_sched_group(tg);
10029         free_rt_sched_group(tg);
10030         autogroup_free(tg);
10031         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
10032 }
10033
10034 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rcu)
10035 {
10036         sched_free_group(container_of(rcu, struct task_group, rcu));
10037 }
10038
10039 static void sched_unregister_group(struct task_group *tg)
10040 {
10041         unregister_fair_sched_group(tg);
10042         unregister_rt_sched_group(tg);
10043         /*
10044          * We have to wait for yet another RCU grace period to expire, as
10045          * print_cfs_stats() might run concurrently.
10046          */
10047         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
10048 }
10049
10050 /* allocate runqueue etc for a new task group */
10051 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
10052 {
10053         struct task_group *tg;
10054
10055         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
10056         if (!tg)
10057                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10058
10059         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
10060                 goto err;
10061
10062         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
10063                 goto err;
10064
10065         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
10066
10067         return tg;
10068
10069 err:
10070         sched_free_group(tg);
10071         return ERR_PTR(-ENOMEM);
10072 }
10073
10074 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10075 {
10076         unsigned long flags;
10077
10078         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10079         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
10080
10081         /* Root should already exist: */
10082         WARN_ON(!parent);
10083
10084         tg->parent = parent;
10085         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
10086         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
10087         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10088
10089         online_fair_sched_group(tg);
10090 }
10091
10092 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
10093 static void sched_unregister_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
10094 {
10095         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
10096         sched_unregister_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
10097 }
10098
10099 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
10100 {
10101         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
10102         call_rcu(&tg->rcu, sched_unregister_group_rcu);
10103 }
10104
10105 void sched_release_group(struct task_group *tg)
10106 {
10107         unsigned long flags;
10108
10109         /*
10110          * Unlink first, to avoid walk_tg_tree_from() from finding us (via
10111          * sched_cfs_period_timer()).
10112          *
10113          * For this to be effective, we have to wait for all pending users of
10114          * this task group to leave their RCU critical section to ensure no new
10115          * user will see our dying task group any more. Specifically ensure
10116          * that tg_unthrottle_up() won't add decayed cfs_rq's to it.
10117          *
10118          * We therefore defer calling unregister_fair_sched_group() to
10119          * sched_unregister_group() which is guarantied to get called only after the
10120          * current RCU grace period has expired.
10121          */
10122         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10123         list_del_rcu(&tg->list);
10124         list_del_rcu(&tg->siblings);
10125         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10126 }
10127
10128 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
10129 {
10130         struct task_group *tg;
10131
10132         /*
10133          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
10134          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
10135          * to prevent lockdep warnings.
10136          */
10137         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
10138                           struct task_group, css);
10139         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
10140         tsk->sched_task_group = tg;
10141
10142 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10143         if (tsk->sched_class->task_change_group)
10144                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
10145         else
10146 #endif
10147                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
10148 }
10149
10150 /*
10151  * Change task's runqueue when it moves between groups.
10152  *
10153  * The caller of this function should have put the task in its new group by
10154  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
10155  * its new group.
10156  */
10157 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
10158 {
10159         int queued, running, queue_flags =
10160                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
10161         struct rq_flags rf;
10162         struct rq *rq;
10163
10164         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
10165         update_rq_clock(rq);
10166
10167         running = task_current(rq, tsk);
10168         queued = task_on_rq_queued(tsk);
10169
10170         if (queued)
10171                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
10172         if (running)
10173                 put_prev_task(rq, tsk);
10174
10175         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
10176
10177         if (queued)
10178                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
10179         if (running) {
10180                 set_next_task(rq, tsk);
10181                 /*
10182                  * After changing group, the running task may have joined a
10183                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
10184                  * resched to make sure that task can still run.
10185                  */
10186                 resched_curr(rq);
10187         }
10188
10189         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
10190 }
10191
10192 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
10193 {
10194         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
10195 }
10196
10197 static struct cgroup_subsys_state *
10198 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
10199 {
10200         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
10201         struct task_group *tg;
10202
10203         if (!parent) {
10204                 /* This is early initialization for the top cgroup */
10205                 return &root_task_group.css;
10206         }
10207
10208         tg = sched_create_group(parent);
10209         if (IS_ERR(tg))
10210                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10211
10212         return &tg->css;
10213 }
10214
10215 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
10216 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
10217 {
10218         struct task_group *tg = css_tg(css);
10219         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
10220
10221         if (parent)
10222                 sched_online_group(tg, parent);
10223
10224 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10225         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
10226         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10227         rcu_read_lock();
10228         cpu_util_update_eff(css);
10229         rcu_read_unlock();
10230         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10231 #endif
10232
10233         return 0;
10234 }
10235
10236 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
10237 {
10238         struct task_group *tg = css_tg(css);
10239
10240         sched_release_group(tg);
10241 }
10242
10243 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
10244 {
10245         struct task_group *tg = css_tg(css);
10246
10247         /*
10248          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
10249          */
10250         sched_unregister_group(tg);
10251 }
10252
10253 /*
10254  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
10255  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
10256  */
10257 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
10258 {
10259         struct rq_flags rf;
10260         struct rq *rq;
10261
10262         rq = task_rq_lock(task, &rf);
10263
10264         update_rq_clock(rq);
10265         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
10266
10267         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
10268 }
10269
10270 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10271 {
10272         struct task_struct *task;
10273         struct cgroup_subsys_state *css;
10274         int ret = 0;
10275
10276         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
10277 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10278                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
10279                         return -EINVAL;
10280 #endif
10281                 /*
10282                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if it's
10283                  * running, we're sure to observe its full state.
10284                  */
10285                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
10286                 /*
10287                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
10288                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
10289                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
10290                  */
10291                 if (READ_ONCE(task->__state) == TASK_NEW)
10292                         ret = -EINVAL;
10293                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
10294
10295                 if (ret)
10296                         break;
10297         }
10298         return ret;
10299 }
10300
10301 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10302 {
10303         struct task_struct *task;
10304         struct cgroup_subsys_state *css;
10305
10306         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
10307                 sched_move_task(task);
10308 }
10309
10310 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10311 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
10312 {
10313         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
10314         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
10315         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
10316         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
10317         enum uclamp_id clamp_id;
10318         unsigned int clamps;
10319
10320         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
10321         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
10322
10323         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
10324                 uc_parent = css_tg(css)->parent
10325                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
10326
10327                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10328                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
10329                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
10330                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
10331                         if (uc_parent &&
10332                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
10333                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
10334                         }
10335                 }
10336                 /* Ensure protection is always capped by limit */
10337                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
10338
10339                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
10340                 clamps = 0x0;
10341                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
10342                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10343                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
10344                                 continue;
10345                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
10346                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
10347                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
10348                 }
10349                 if (!clamps) {
10350                         css = css_rightmost_descendant(css);
10351                         continue;
10352                 }
10353
10354                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
10355                 uclamp_update_active_tasks(css);
10356         }
10357 }
10358
10359 /*
10360  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
10361  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
10362  * character constant, use two levels of macros.
10363  */
10364 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
10365 #define POW10(exp) _POW10(exp)
10366
10367 struct uclamp_request {
10368 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
10369 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
10370         s64 percent;
10371         u64 util;
10372         int ret;
10373 };
10374
10375 static inline struct uclamp_request
10376 capacity_from_percent(char *buf)
10377 {
10378         struct uclamp_request req = {
10379                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
10380                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
10381                 .ret = 0,
10382         };
10383
10384         buf = strim(buf);
10385         if (strcmp(buf, "max")) {
10386                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
10387                                              &req.percent);
10388                 if (req.ret)
10389                         return req;
10390                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
10391                         req.ret = -ERANGE;
10392                         return req;
10393                 }
10394
10395                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
10396                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
10397         }
10398
10399         return req;
10400 }
10401
10402 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
10403                                 size_t nbytes, loff_t off,
10404                                 enum uclamp_id clamp_id)
10405 {
10406         struct uclamp_request req;
10407         struct task_group *tg;
10408
10409         req = capacity_from_percent(buf);
10410         if (req.ret)
10411                 return req.ret;
10412
10413         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
10414
10415         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10416         rcu_read_lock();
10417
10418         tg = css_tg(of_css(of));
10419         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10420                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10421
10422         /*
10423          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10424          * exact requested value
10425          */
10426         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10427
10428         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10429         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10430
10431         rcu_read_unlock();
10432         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10433
10434         return nbytes;
10435 }
10436
10437 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10438                                     char *buf, size_t nbytes,
10439                                     loff_t off)
10440 {
10441         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10442 }
10443
10444 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10445                                     char *buf, size_t nbytes,
10446                                     loff_t off)
10447 {
10448         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10449 }
10450
10451 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10452                                     enum uclamp_id clamp_id)
10453 {
10454         struct task_group *tg;
10455         u64 util_clamp;
10456         u64 percent;
10457         u32 rem;
10458
10459         rcu_read_lock();
10460         tg = css_tg(seq_css(sf));
10461         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10462         rcu_read_unlock();
10463
10464         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10465                 seq_puts(sf, "max\n");
10466                 return;
10467         }
10468
10469         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10470         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10471         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10472 }
10473
10474 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10475 {
10476         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10477         return 0;
10478 }
10479
10480 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10481 {
10482         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10483         return 0;
10484 }
10485 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10486
10487 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10488 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10489                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10490 {
10491         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10492                 shareval = MAX_SHARES;
10493         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10494 }
10495
10496 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10497                                struct cftype *cft)
10498 {
10499         struct task_group *tg = css_tg(css);
10500
10501         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10502 }
10503
10504 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10505 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10506
10507 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10508 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10509 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10510 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10511
10512 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10513
10514 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10515                                 u64 burst)
10516 {
10517         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10518         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10519
10520         if (tg == &root_task_group)
10521                 return -EINVAL;
10522
10523         /*
10524          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10525          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10526          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10527          */
10528         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10529                 return -EINVAL;
10530
10531         /*
10532          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10533          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10534          * feasibility.
10535          */
10536         if (period > max_cfs_quota_period)
10537                 return -EINVAL;
10538
10539         /*
10540          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10541          */
10542         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10543                 return -EINVAL;
10544
10545         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10546                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10547                 return -EINVAL;
10548
10549         /*
10550          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10551          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10552          */
10553         cpus_read_lock();
10554         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10555         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10556         if (ret)
10557                 goto out_unlock;
10558
10559         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10560         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10561         /*
10562          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10563          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10564          */
10565         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10566                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10567         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10568         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10569         cfs_b->quota = quota;
10570         cfs_b->burst = burst;
10571
10572         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10573
10574         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10575         if (runtime_enabled)
10576                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10577
10578         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10579
10580         for_each_online_cpu(i) {
10581                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10582                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10583                 struct rq_flags rf;
10584
10585                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10586                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10587                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10588
10589                 if (cfs_rq->throttled)
10590                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10591                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10592         }
10593         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10594                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10595 out_unlock:
10596         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10597         cpus_read_unlock();
10598
10599         return ret;
10600 }
10601
10602 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10603 {
10604         u64 quota, period, burst;
10605
10606         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10607         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10608         if (cfs_quota_us < 0)
10609                 quota = RUNTIME_INF;
10610         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10611                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10612         else
10613                 return -EINVAL;
10614
10615         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10616 }
10617
10618 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10619 {
10620         u64 quota_us;
10621
10622         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10623                 return -1;
10624
10625         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10626         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10627
10628         return quota_us;
10629 }
10630
10631 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10632 {
10633         u64 quota, period, burst;
10634
10635         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10636                 return -EINVAL;
10637
10638         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10639         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10640         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10641
10642         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10643 }
10644
10645 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10646 {
10647         u64 cfs_period_us;
10648
10649         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10650         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10651
10652         return cfs_period_us;
10653 }
10654
10655 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10656 {
10657         u64 quota, period, burst;
10658
10659         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10660                 return -EINVAL;
10661
10662         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10663         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10664         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10665
10666         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10667 }
10668
10669 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10670 {
10671         u64 burst_us;
10672
10673         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10674         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10675
10676         return burst_us;
10677 }
10678
10679 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10680                                   struct cftype *cft)
10681 {
10682         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10683 }
10684
10685 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10686                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10687 {
10688         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10689 }
10690
10691 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10692                                    struct cftype *cft)
10693 {
10694         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10695 }
10696
10697 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10698                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10699 {
10700         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10701 }
10702
10703 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10704                                   struct cftype *cft)
10705 {
10706         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10707 }
10708
10709 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10710                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10711 {
10712         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10713 }
10714
10715 struct cfs_schedulable_data {
10716         struct task_group *tg;
10717         u64 period, quota;
10718 };
10719
10720 /*
10721  * normalize group quota/period to be quota/max_period
10722  * note: units are usecs
10723  */
10724 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
10725                                struct cfs_schedulable_data *d)
10726 {
10727         u64 quota, period;
10728
10729         if (tg == d->tg) {
10730                 period = d->period;
10731                 quota = d->quota;
10732         } else {
10733                 period = tg_get_cfs_period(tg);
10734                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
10735         }
10736
10737         /* note: these should typically be equivalent */
10738         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
10739                 return RUNTIME_INF;
10740
10741         return to_ratio(period, quota);
10742 }
10743
10744 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
10745 {
10746         struct cfs_schedulable_data *d = data;
10747         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10748         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
10749
10750         if (!tg->parent) {
10751                 quota = RUNTIME_INF;
10752         } else {
10753                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
10754
10755                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
10756                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
10757
10758                 /*
10759                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
10760                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
10761                  * limit is set:
10762                  */
10763                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
10764                         quota = min(quota, parent_quota);
10765                 } else {
10766                         if (quota == RUNTIME_INF)
10767                                 quota = parent_quota;
10768                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
10769                                 return -EINVAL;
10770                 }
10771         }
10772         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
10773
10774         return 0;
10775 }
10776
10777 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
10778 {
10779         int ret;
10780         struct cfs_schedulable_data data = {
10781                 .tg = tg,
10782                 .period = period,
10783                 .quota = quota,
10784         };
10785
10786         if (quota != RUNTIME_INF) {
10787                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
10788                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
10789         }
10790
10791         rcu_read_lock();
10792         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
10793         rcu_read_unlock();
10794
10795         return ret;
10796 }
10797
10798 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
10799 {
10800         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
10801         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10802
10803         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
10804         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
10805         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
10806
10807         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
10808                 struct sched_statistics *stats;
10809                 u64 ws = 0;
10810                 int i;
10811
10812                 for_each_possible_cpu(i) {
10813                         stats = __schedstats_from_se(tg->se[i]);
10814                         ws += schedstat_val(stats->wait_sum);
10815                 }
10816
10817                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
10818         }
10819
10820         seq_printf(sf, "nr_bursts %d\n", cfs_b->nr_burst);
10821         seq_printf(sf, "burst_time %llu\n", cfs_b->burst_time);
10822
10823         return 0;
10824 }
10825 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
10826 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10827
10828 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10829 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
10830                                 struct cftype *cft, s64 val)
10831 {
10832         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
10833 }
10834
10835 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
10836                                struct cftype *cft)
10837 {
10838         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
10839 }
10840
10841 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10842                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
10843 {
10844         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
10845 }
10846
10847 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
10848                                    struct cftype *cft)
10849 {
10850         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
10851 }
10852 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
10853
10854 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10855 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10856                                struct cftype *cft)
10857 {
10858         return css_tg(css)->idle;
10859 }
10860
10861 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10862                                 struct cftype *cft, s64 idle)
10863 {
10864         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
10865 }
10866 #endif
10867
10868 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
10869 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10870         {
10871                 .name = "shares",
10872                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
10873                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
10874         },
10875         {
10876                 .name = "idle",
10877                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
10878                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
10879         },
10880 #endif
10881 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10882         {
10883                 .name = "cfs_quota_us",
10884                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
10885                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
10886         },
10887         {
10888                 .name = "cfs_period_us",
10889                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
10890                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
10891         },
10892         {
10893                 .name = "cfs_burst_us",
10894                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
10895                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
10896         },
10897         {
10898                 .name = "stat",
10899                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
10900         },
10901 #endif
10902 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10903         {
10904                 .name = "rt_runtime_us",
10905                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
10906                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
10907         },
10908         {
10909                 .name = "rt_period_us",
10910                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
10911                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
10912         },
10913 #endif
10914 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10915         {
10916                 .name = "uclamp.min",
10917                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10918                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
10919                 .write = cpu_uclamp_min_write,
10920         },
10921         {
10922                 .name = "uclamp.max",
10923                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
10924                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
10925                 .write = cpu_uclamp_max_write,
10926         },
10927 #endif
10928         { }     /* Terminate */
10929 };
10930
10931 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
10932                                struct cgroup_subsys_state *css)
10933 {
10934 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10935         {
10936                 struct task_group *tg = css_tg(css);
10937                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10938                 u64 throttled_usec, burst_usec;
10939
10940                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
10941                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
10942                 burst_usec = cfs_b->burst_time;
10943                 do_div(burst_usec, NSEC_PER_USEC);
10944
10945                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
10946                            "nr_throttled %d\n"
10947                            "throttled_usec %llu\n"
10948                            "nr_bursts %d\n"
10949                            "burst_usec %llu\n",
10950                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
10951                            throttled_usec, cfs_b->nr_burst, burst_usec);
10952         }
10953 #endif
10954         return 0;
10955 }
10956
10957 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10958 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10959                                struct cftype *cft)
10960 {
10961         struct task_group *tg = css_tg(css);
10962         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
10963
10964         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
10965 }
10966
10967 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10968                                 struct cftype *cft, u64 weight)
10969 {
10970         /*
10971          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
10972          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
10973          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
10974          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
10975          * the original value over the entire range.
10976          */
10977         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
10978                 return -ERANGE;
10979
10980         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
10981
10982         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
10983 }
10984
10985 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10986                                     struct cftype *cft)
10987 {
10988         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
10989         int last_delta = INT_MAX;
10990         int prio, delta;
10991
10992         /* find the closest nice value to the current weight */
10993         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
10994                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
10995                 if (delta >= last_delta)
10996                         break;
10997                 last_delta = delta;
10998         }
10999
11000         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
11001 }
11002
11003 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11004                                      struct cftype *cft, s64 nice)
11005 {
11006         unsigned long weight;
11007         int idx;
11008
11009         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
11010                 return -ERANGE;
11011
11012         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
11013         idx = array_index_nospec(idx, 40);
11014         weight = sched_prio_to_weight[idx];
11015
11016         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11017 }
11018 #endif
11019
11020 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
11021                                                   long period, long quota)
11022 {
11023         if (quota < 0)
11024                 seq_puts(sf, "max");
11025         else
11026                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
11027
11028         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
11029 }
11030
11031 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
11032 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
11033                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
11034 {
11035         char tok[21];   /* U64_MAX */
11036
11037         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
11038                 return -EINVAL;
11039
11040         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
11041
11042         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
11043                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
11044         else if (!strcmp(tok, "max"))
11045                 *quotap = RUNTIME_INF;
11046         else
11047                 return -EINVAL;
11048
11049         return 0;
11050 }
11051
11052 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11053 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
11054 {
11055         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11056
11057         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
11058         return 0;
11059 }
11060
11061 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
11062                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
11063 {
11064         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
11065         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
11066         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
11067         u64 quota;
11068         int ret;
11069
11070         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
11071         if (!ret)
11072                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
11073         return ret ?: nbytes;
11074 }
11075 #endif
11076
11077 static struct cftype cpu_files[] = {
11078 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11079         {
11080                 .name = "weight",
11081                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11082                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
11083                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
11084         },
11085         {
11086                 .name = "weight.nice",
11087                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11088                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
11089                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
11090         },
11091         {
11092                 .name = "idle",
11093                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11094                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11095                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11096         },
11097 #endif
11098 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11099         {
11100                 .name = "max",
11101                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11102                 .seq_show = cpu_max_show,
11103                 .write = cpu_max_write,
11104         },
11105         {
11106                 .name = "max.burst",
11107                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11108                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11109                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11110         },
11111 #endif
11112 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11113         {
11114                 .name = "uclamp.min",
11115                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11116                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11117                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11118         },
11119         {
11120                 .name = "uclamp.max",
11121                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11122                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11123                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11124         },
11125 #endif
11126         { }     /* terminate */
11127 };
11128
11129 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
11130         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
11131         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
11132         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
11133         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
11134         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
11135         .fork           = cpu_cgroup_fork,
11136         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
11137         .attach         = cpu_cgroup_attach,
11138         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
11139         .dfl_cftypes    = cpu_files,
11140         .early_init     = true,
11141         .threaded       = true,
11142 };
11143
11144 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
11145
11146 void dump_cpu_task(int cpu)
11147 {
11148         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
11149         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
11150 }
11151
11152 /*
11153  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
11154  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
11155  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
11156  * that remained on nice 0.
11157  *
11158  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
11159  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
11160  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
11161  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
11162  * the relative distance between them is ~25%.)
11163  */
11164 const int sched_prio_to_weight[40] = {
11165  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
11166  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
11167  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
11168  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
11169  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
11170  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
11171  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
11172  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
11173 };
11174
11175 /*
11176  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
11177  *
11178  * In cases where the weight does not change often, we can use the
11179  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
11180  * into multiplications:
11181  */
11182 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
11183  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
11184  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
11185  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
11186  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
11187  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
11188  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
11189  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
11190  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
11191 };
11192
11193 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
11194 {
11195         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
11196 }