Merge tag 'smp-core-2023-04-27' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[linux-block.git] / kernel / sched / core.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0-only
2 /*
3  *  kernel/sched/core.c
4  *
5  *  Core kernel scheduler code and related syscalls
6  *
7  *  Copyright (C) 1991-2002  Linus Torvalds
8  */
9 #include <linux/highmem.h>
10 #include <linux/hrtimer_api.h>
11 #include <linux/ktime_api.h>
12 #include <linux/sched/signal.h>
13 #include <linux/syscalls_api.h>
14 #include <linux/debug_locks.h>
15 #include <linux/prefetch.h>
16 #include <linux/capability.h>
17 #include <linux/pgtable_api.h>
18 #include <linux/wait_bit.h>
19 #include <linux/jiffies.h>
20 #include <linux/spinlock_api.h>
21 #include <linux/cpumask_api.h>
22 #include <linux/lockdep_api.h>
23 #include <linux/hardirq.h>
24 #include <linux/softirq.h>
25 #include <linux/refcount_api.h>
26 #include <linux/topology.h>
27 #include <linux/sched/clock.h>
28 #include <linux/sched/cond_resched.h>
29 #include <linux/sched/cputime.h>
30 #include <linux/sched/debug.h>
31 #include <linux/sched/hotplug.h>
32 #include <linux/sched/init.h>
33 #include <linux/sched/isolation.h>
34 #include <linux/sched/loadavg.h>
35 #include <linux/sched/mm.h>
36 #include <linux/sched/nohz.h>
37 #include <linux/sched/rseq_api.h>
38 #include <linux/sched/rt.h>
39
40 #include <linux/blkdev.h>
41 #include <linux/context_tracking.h>
42 #include <linux/cpuset.h>
43 #include <linux/delayacct.h>
44 #include <linux/init_task.h>
45 #include <linux/interrupt.h>
46 #include <linux/ioprio.h>
47 #include <linux/kallsyms.h>
48 #include <linux/kcov.h>
49 #include <linux/kprobes.h>
50 #include <linux/llist_api.h>
51 #include <linux/mmu_context.h>
52 #include <linux/mmzone.h>
53 #include <linux/mutex_api.h>
54 #include <linux/nmi.h>
55 #include <linux/nospec.h>
56 #include <linux/perf_event_api.h>
57 #include <linux/profile.h>
58 #include <linux/psi.h>
59 #include <linux/rcuwait_api.h>
60 #include <linux/sched/wake_q.h>
61 #include <linux/scs.h>
62 #include <linux/slab.h>
63 #include <linux/syscalls.h>
64 #include <linux/vtime.h>
65 #include <linux/wait_api.h>
66 #include <linux/workqueue_api.h>
67
68 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
69 # ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
70 #  include <linux/entry-common.h>
71 # endif
72 #endif
73
74 #include <uapi/linux/sched/types.h>
75
76 #include <asm/irq_regs.h>
77 #include <asm/switch_to.h>
78 #include <asm/tlb.h>
79
80 #define CREATE_TRACE_POINTS
81 #include <linux/sched/rseq_api.h>
82 #include <trace/events/sched.h>
83 #include <trace/events/ipi.h>
84 #undef CREATE_TRACE_POINTS
85
86 #include "sched.h"
87 #include "stats.h"
88 #include "autogroup.h"
89
90 #include "autogroup.h"
91 #include "pelt.h"
92 #include "smp.h"
93 #include "stats.h"
94
95 #include "../workqueue_internal.h"
96 #include "../../io_uring/io-wq.h"
97 #include "../smpboot.h"
98
99 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(ipi_send_cpu);
100 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(ipi_send_cpumask);
101
102 /*
103  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
104  * associated with them) to allow external modules to probe them.
105  */
106 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
107 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
108 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
109 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
110 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
111 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_thermal_tp);
112 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_cpu_capacity_tp);
113 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
114 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_cfs_tp);
115 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_util_est_se_tp);
116 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_update_nr_running_tp);
117
118 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
119
120 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
121 /*
122  * Debugging: various feature bits
123  *
124  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
125  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
126  * at compile time and compiler optimization based on features default.
127  */
128 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
129         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
130 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
131 #include "features.h"
132         0;
133 #undef SCHED_FEAT
134
135 /*
136  * Print a warning if need_resched is set for the given duration (if
137  * LATENCY_WARN is enabled).
138  *
139  * If sysctl_resched_latency_warn_once is set, only one warning will be shown
140  * per boot.
141  */
142 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_ms = 100;
143 __read_mostly int sysctl_resched_latency_warn_once = 1;
144 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
145
146 /*
147  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
148  * Limited because this is done with IRQs disabled.
149  */
150 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
151
152 __read_mostly int scheduler_running;
153
154 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
155
156 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(__sched_core_enabled);
157
158 /* kernel prio, less is more */
159 static inline int __task_prio(const struct task_struct *p)
160 {
161         if (p->sched_class == &stop_sched_class) /* trumps deadline */
162                 return -2;
163
164         if (rt_prio(p->prio)) /* includes deadline */
165                 return p->prio; /* [-1, 99] */
166
167         if (p->sched_class == &idle_sched_class)
168                 return MAX_RT_PRIO + NICE_WIDTH; /* 140 */
169
170         return MAX_RT_PRIO + MAX_NICE; /* 120, squash fair */
171 }
172
173 /*
174  * l(a,b)
175  * le(a,b) := !l(b,a)
176  * g(a,b)  := l(b,a)
177  * ge(a,b) := !l(a,b)
178  */
179
180 /* real prio, less is less */
181 static inline bool prio_less(const struct task_struct *a,
182                              const struct task_struct *b, bool in_fi)
183 {
184
185         int pa = __task_prio(a), pb = __task_prio(b);
186
187         if (-pa < -pb)
188                 return true;
189
190         if (-pb < -pa)
191                 return false;
192
193         if (pa == -1) /* dl_prio() doesn't work because of stop_class above */
194                 return !dl_time_before(a->dl.deadline, b->dl.deadline);
195
196         if (pa == MAX_RT_PRIO + MAX_NICE)       /* fair */
197                 return cfs_prio_less(a, b, in_fi);
198
199         return false;
200 }
201
202 static inline bool __sched_core_less(const struct task_struct *a,
203                                      const struct task_struct *b)
204 {
205         if (a->core_cookie < b->core_cookie)
206                 return true;
207
208         if (a->core_cookie > b->core_cookie)
209                 return false;
210
211         /* flip prio, so high prio is leftmost */
212         if (prio_less(b, a, !!task_rq(a)->core->core_forceidle_count))
213                 return true;
214
215         return false;
216 }
217
218 #define __node_2_sc(node) rb_entry((node), struct task_struct, core_node)
219
220 static inline bool rb_sched_core_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
221 {
222         return __sched_core_less(__node_2_sc(a), __node_2_sc(b));
223 }
224
225 static inline int rb_sched_core_cmp(const void *key, const struct rb_node *node)
226 {
227         const struct task_struct *p = __node_2_sc(node);
228         unsigned long cookie = (unsigned long)key;
229
230         if (cookie < p->core_cookie)
231                 return -1;
232
233         if (cookie > p->core_cookie)
234                 return 1;
235
236         return 0;
237 }
238
239 void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
240 {
241         rq->core->core_task_seq++;
242
243         if (!p->core_cookie)
244                 return;
245
246         rb_add(&p->core_node, &rq->core_tree, rb_sched_core_less);
247 }
248
249 void sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
250 {
251         rq->core->core_task_seq++;
252
253         if (sched_core_enqueued(p)) {
254                 rb_erase(&p->core_node, &rq->core_tree);
255                 RB_CLEAR_NODE(&p->core_node);
256         }
257
258         /*
259          * Migrating the last task off the cpu, with the cpu in forced idle
260          * state. Reschedule to create an accounting edge for forced idle,
261          * and re-examine whether the core is still in forced idle state.
262          */
263         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE) && rq->nr_running == 1 &&
264             rq->core->core_forceidle_count && rq->curr == rq->idle)
265                 resched_curr(rq);
266 }
267
268 static int sched_task_is_throttled(struct task_struct *p, int cpu)
269 {
270         if (p->sched_class->task_is_throttled)
271                 return p->sched_class->task_is_throttled(p, cpu);
272
273         return 0;
274 }
275
276 static struct task_struct *sched_core_next(struct task_struct *p, unsigned long cookie)
277 {
278         struct rb_node *node = &p->core_node;
279         int cpu = task_cpu(p);
280
281         do {
282                 node = rb_next(node);
283                 if (!node)
284                         return NULL;
285
286                 p = __node_2_sc(node);
287                 if (p->core_cookie != cookie)
288                         return NULL;
289
290         } while (sched_task_is_throttled(p, cpu));
291
292         return p;
293 }
294
295 /*
296  * Find left-most (aka, highest priority) and unthrottled task matching @cookie.
297  * If no suitable task is found, NULL will be returned.
298  */
299 static struct task_struct *sched_core_find(struct rq *rq, unsigned long cookie)
300 {
301         struct task_struct *p;
302         struct rb_node *node;
303
304         node = rb_find_first((void *)cookie, &rq->core_tree, rb_sched_core_cmp);
305         if (!node)
306                 return NULL;
307
308         p = __node_2_sc(node);
309         if (!sched_task_is_throttled(p, rq->cpu))
310                 return p;
311
312         return sched_core_next(p, cookie);
313 }
314
315 /*
316  * Magic required such that:
317  *
318  *      raw_spin_rq_lock(rq);
319  *      ...
320  *      raw_spin_rq_unlock(rq);
321  *
322  * ends up locking and unlocking the _same_ lock, and all CPUs
323  * always agree on what rq has what lock.
324  *
325  * XXX entirely possible to selectively enable cores, don't bother for now.
326  */
327
328 static DEFINE_MUTEX(sched_core_mutex);
329 static atomic_t sched_core_count;
330 static struct cpumask sched_core_mask;
331
332 static void sched_core_lock(int cpu, unsigned long *flags)
333 {
334         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
335         int t, i = 0;
336
337         local_irq_save(*flags);
338         for_each_cpu(t, smt_mask)
339                 raw_spin_lock_nested(&cpu_rq(t)->__lock, i++);
340 }
341
342 static void sched_core_unlock(int cpu, unsigned long *flags)
343 {
344         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
345         int t;
346
347         for_each_cpu(t, smt_mask)
348                 raw_spin_unlock(&cpu_rq(t)->__lock);
349         local_irq_restore(*flags);
350 }
351
352 static void __sched_core_flip(bool enabled)
353 {
354         unsigned long flags;
355         int cpu, t;
356
357         cpus_read_lock();
358
359         /*
360          * Toggle the online cores, one by one.
361          */
362         cpumask_copy(&sched_core_mask, cpu_online_mask);
363         for_each_cpu(cpu, &sched_core_mask) {
364                 const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
365
366                 sched_core_lock(cpu, &flags);
367
368                 for_each_cpu(t, smt_mask)
369                         cpu_rq(t)->core_enabled = enabled;
370
371                 cpu_rq(cpu)->core->core_forceidle_start = 0;
372
373                 sched_core_unlock(cpu, &flags);
374
375                 cpumask_andnot(&sched_core_mask, &sched_core_mask, smt_mask);
376         }
377
378         /*
379          * Toggle the offline CPUs.
380          */
381         for_each_cpu_andnot(cpu, cpu_possible_mask, cpu_online_mask)
382                 cpu_rq(cpu)->core_enabled = enabled;
383
384         cpus_read_unlock();
385 }
386
387 static void sched_core_assert_empty(void)
388 {
389         int cpu;
390
391         for_each_possible_cpu(cpu)
392                 WARN_ON_ONCE(!RB_EMPTY_ROOT(&cpu_rq(cpu)->core_tree));
393 }
394
395 static void __sched_core_enable(void)
396 {
397         static_branch_enable(&__sched_core_enabled);
398         /*
399          * Ensure all previous instances of raw_spin_rq_*lock() have finished
400          * and future ones will observe !sched_core_disabled().
401          */
402         synchronize_rcu();
403         __sched_core_flip(true);
404         sched_core_assert_empty();
405 }
406
407 static void __sched_core_disable(void)
408 {
409         sched_core_assert_empty();
410         __sched_core_flip(false);
411         static_branch_disable(&__sched_core_enabled);
412 }
413
414 void sched_core_get(void)
415 {
416         if (atomic_inc_not_zero(&sched_core_count))
417                 return;
418
419         mutex_lock(&sched_core_mutex);
420         if (!atomic_read(&sched_core_count))
421                 __sched_core_enable();
422
423         smp_mb__before_atomic();
424         atomic_inc(&sched_core_count);
425         mutex_unlock(&sched_core_mutex);
426 }
427
428 static void __sched_core_put(struct work_struct *work)
429 {
430         if (atomic_dec_and_mutex_lock(&sched_core_count, &sched_core_mutex)) {
431                 __sched_core_disable();
432                 mutex_unlock(&sched_core_mutex);
433         }
434 }
435
436 void sched_core_put(void)
437 {
438         static DECLARE_WORK(_work, __sched_core_put);
439
440         /*
441          * "There can be only one"
442          *
443          * Either this is the last one, or we don't actually need to do any
444          * 'work'. If it is the last *again*, we rely on
445          * WORK_STRUCT_PENDING_BIT.
446          */
447         if (!atomic_add_unless(&sched_core_count, -1, 1))
448                 schedule_work(&_work);
449 }
450
451 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
452
453 static inline void sched_core_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
454 static inline void
455 sched_core_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags) { }
456
457 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
458
459 /*
460  * Serialization rules:
461  *
462  * Lock order:
463  *
464  *   p->pi_lock
465  *     rq->lock
466  *       hrtimer_cpu_base->lock (hrtimer_start() for bandwidth controls)
467  *
468  *  rq1->lock
469  *    rq2->lock  where: rq1 < rq2
470  *
471  * Regular state:
472  *
473  * Normal scheduling state is serialized by rq->lock. __schedule() takes the
474  * local CPU's rq->lock, it optionally removes the task from the runqueue and
475  * always looks at the local rq data structures to find the most eligible task
476  * to run next.
477  *
478  * Task enqueue is also under rq->lock, possibly taken from another CPU.
479  * Wakeups from another LLC domain might use an IPI to transfer the enqueue to
480  * the local CPU to avoid bouncing the runqueue state around [ see
481  * ttwu_queue_wakelist() ]
482  *
483  * Task wakeup, specifically wakeups that involve migration, are horribly
484  * complicated to avoid having to take two rq->locks.
485  *
486  * Special state:
487  *
488  * System-calls and anything external will use task_rq_lock() which acquires
489  * both p->pi_lock and rq->lock. As a consequence the state they change is
490  * stable while holding either lock:
491  *
492  *  - sched_setaffinity()/
493  *    set_cpus_allowed_ptr():   p->cpus_ptr, p->nr_cpus_allowed
494  *  - set_user_nice():          p->se.load, p->*prio
495  *  - __sched_setscheduler():   p->sched_class, p->policy, p->*prio,
496  *                              p->se.load, p->rt_priority,
497  *                              p->dl.dl_{runtime, deadline, period, flags, bw, density}
498  *  - sched_setnuma():          p->numa_preferred_nid
499  *  - sched_move_task():        p->sched_task_group
500  *  - uclamp_update_active()    p->uclamp*
501  *
502  * p->state <- TASK_*:
503  *
504  *   is changed locklessly using set_current_state(), __set_current_state() or
505  *   set_special_state(), see their respective comments, or by
506  *   try_to_wake_up(). This latter uses p->pi_lock to serialize against
507  *   concurrent self.
508  *
509  * p->on_rq <- { 0, 1 = TASK_ON_RQ_QUEUED, 2 = TASK_ON_RQ_MIGRATING }:
510  *
511  *   is set by activate_task() and cleared by deactivate_task(), under
512  *   rq->lock. Non-zero indicates the task is runnable, the special
513  *   ON_RQ_MIGRATING state is used for migration without holding both
514  *   rq->locks. It indicates task_cpu() is not stable, see task_rq_lock().
515  *
516  * p->on_cpu <- { 0, 1 }:
517  *
518  *   is set by prepare_task() and cleared by finish_task() such that it will be
519  *   set before p is scheduled-in and cleared after p is scheduled-out, both
520  *   under rq->lock. Non-zero indicates the task is running on its CPU.
521  *
522  *   [ The astute reader will observe that it is possible for two tasks on one
523  *     CPU to have ->on_cpu = 1 at the same time. ]
524  *
525  * task_cpu(p): is changed by set_task_cpu(), the rules are:
526  *
527  *  - Don't call set_task_cpu() on a blocked task:
528  *
529  *    We don't care what CPU we're not running on, this simplifies hotplug,
530  *    the CPU assignment of blocked tasks isn't required to be valid.
531  *
532  *  - for try_to_wake_up(), called under p->pi_lock:
533  *
534  *    This allows try_to_wake_up() to only take one rq->lock, see its comment.
535  *
536  *  - for migration called under rq->lock:
537  *    [ see task_on_rq_migrating() in task_rq_lock() ]
538  *
539  *    o move_queued_task()
540  *    o detach_task()
541  *
542  *  - for migration called under double_rq_lock():
543  *
544  *    o __migrate_swap_task()
545  *    o push_rt_task() / pull_rt_task()
546  *    o push_dl_task() / pull_dl_task()
547  *    o dl_task_offline_migration()
548  *
549  */
550
551 void raw_spin_rq_lock_nested(struct rq *rq, int subclass)
552 {
553         raw_spinlock_t *lock;
554
555         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
556         preempt_disable();
557         if (sched_core_disabled()) {
558                 raw_spin_lock_nested(&rq->__lock, subclass);
559                 /* preempt_count *MUST* be > 1 */
560                 preempt_enable_no_resched();
561                 return;
562         }
563
564         for (;;) {
565                 lock = __rq_lockp(rq);
566                 raw_spin_lock_nested(lock, subclass);
567                 if (likely(lock == __rq_lockp(rq))) {
568                         /* preempt_count *MUST* be > 1 */
569                         preempt_enable_no_resched();
570                         return;
571                 }
572                 raw_spin_unlock(lock);
573         }
574 }
575
576 bool raw_spin_rq_trylock(struct rq *rq)
577 {
578         raw_spinlock_t *lock;
579         bool ret;
580
581         /* Matches synchronize_rcu() in __sched_core_enable() */
582         preempt_disable();
583         if (sched_core_disabled()) {
584                 ret = raw_spin_trylock(&rq->__lock);
585                 preempt_enable();
586                 return ret;
587         }
588
589         for (;;) {
590                 lock = __rq_lockp(rq);
591                 ret = raw_spin_trylock(lock);
592                 if (!ret || (likely(lock == __rq_lockp(rq)))) {
593                         preempt_enable();
594                         return ret;
595                 }
596                 raw_spin_unlock(lock);
597         }
598 }
599
600 void raw_spin_rq_unlock(struct rq *rq)
601 {
602         raw_spin_unlock(rq_lockp(rq));
603 }
604
605 #ifdef CONFIG_SMP
606 /*
607  * double_rq_lock - safely lock two runqueues
608  */
609 void double_rq_lock(struct rq *rq1, struct rq *rq2)
610 {
611         lockdep_assert_irqs_disabled();
612
613         if (rq_order_less(rq2, rq1))
614                 swap(rq1, rq2);
615
616         raw_spin_rq_lock(rq1);
617         if (__rq_lockp(rq1) != __rq_lockp(rq2))
618                 raw_spin_rq_lock_nested(rq2, SINGLE_DEPTH_NESTING);
619
620         double_rq_clock_clear_update(rq1, rq2);
621 }
622 #endif
623
624 /*
625  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
626  */
627 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
628         __acquires(rq->lock)
629 {
630         struct rq *rq;
631
632         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
633
634         for (;;) {
635                 rq = task_rq(p);
636                 raw_spin_rq_lock(rq);
637                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
638                         rq_pin_lock(rq, rf);
639                         return rq;
640                 }
641                 raw_spin_rq_unlock(rq);
642
643                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
644                         cpu_relax();
645         }
646 }
647
648 /*
649  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
650  */
651 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
652         __acquires(p->pi_lock)
653         __acquires(rq->lock)
654 {
655         struct rq *rq;
656
657         for (;;) {
658                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
659                 rq = task_rq(p);
660                 raw_spin_rq_lock(rq);
661                 /*
662                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
663                  *
664                  *      ACQUIRE (rq->lock)
665                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
666                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
667                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
668                  *                                      [L] ->on_rq
669                  *      RELEASE (rq->lock)
670                  *
671                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
672                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
673                  *
674                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
675                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
676                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
677                  */
678                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
679                         rq_pin_lock(rq, rf);
680                         return rq;
681                 }
682                 raw_spin_rq_unlock(rq);
683                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
684
685                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
686                         cpu_relax();
687         }
688 }
689
690 /*
691  * RQ-clock updating methods:
692  */
693
694 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
695 {
696 /*
697  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
698  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
699  */
700         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
701
702 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
703         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
704
705         /*
706          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
707          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
708          * {soft,}irq region.
709          *
710          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
711          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
712          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
713          * monotonic.
714          *
715          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
716          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
717          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
718          * atomic ops.
719          */
720         if (irq_delta > delta)
721                 irq_delta = delta;
722
723         rq->prev_irq_time += irq_delta;
724         delta -= irq_delta;
725         psi_account_irqtime(rq->curr, irq_delta);
726         delayacct_irq(rq->curr, irq_delta);
727 #endif
728 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
729         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
730                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
731                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
732
733                 if (unlikely(steal > delta))
734                         steal = delta;
735
736                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
737                 delta -= steal;
738         }
739 #endif
740
741         rq->clock_task += delta;
742
743 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
744         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
745                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
746 #endif
747         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
748 }
749
750 void update_rq_clock(struct rq *rq)
751 {
752         s64 delta;
753
754         lockdep_assert_rq_held(rq);
755
756         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
757                 return;
758
759 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
760         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
761                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
762         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
763 #endif
764
765         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
766         if (delta < 0)
767                 return;
768         rq->clock += delta;
769         update_rq_clock_task(rq, delta);
770 }
771
772 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
773 /*
774  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
775  */
776
777 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
778 {
779         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
780                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
781 }
782
783 /*
784  * High-resolution timer tick.
785  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
786  */
787 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
788 {
789         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
790         struct rq_flags rf;
791
792         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
793
794         rq_lock(rq, &rf);
795         update_rq_clock(rq);
796         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
797         rq_unlock(rq, &rf);
798
799         return HRTIMER_NORESTART;
800 }
801
802 #ifdef CONFIG_SMP
803
804 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
805 {
806         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
807         ktime_t time = rq->hrtick_time;
808
809         hrtimer_start(timer, time, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
810 }
811
812 /*
813  * called from hardirq (IPI) context
814  */
815 static void __hrtick_start(void *arg)
816 {
817         struct rq *rq = arg;
818         struct rq_flags rf;
819
820         rq_lock(rq, &rf);
821         __hrtick_restart(rq);
822         rq_unlock(rq, &rf);
823 }
824
825 /*
826  * Called to set the hrtick timer state.
827  *
828  * called with rq->lock held and irqs disabled
829  */
830 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
831 {
832         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
833         s64 delta;
834
835         /*
836          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
837          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
838          */
839         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
840         rq->hrtick_time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
841
842         if (rq == this_rq())
843                 __hrtick_restart(rq);
844         else
845                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
846 }
847
848 #else
849 /*
850  * Called to set the hrtick timer state.
851  *
852  * called with rq->lock held and irqs disabled
853  */
854 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
855 {
856         /*
857          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
858          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
859          */
860         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
861         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
862                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
863 }
864
865 #endif /* CONFIG_SMP */
866
867 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
868 {
869 #ifdef CONFIG_SMP
870         INIT_CSD(&rq->hrtick_csd, __hrtick_start, rq);
871 #endif
872         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
873         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
874 }
875 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
876 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
877 {
878 }
879
880 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
881 {
882 }
883 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
884
885 /*
886  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
887  */
888 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
889         ({                                                              \
890                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
891                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
892                 typeof(*_ptr) _val = *_ptr;                             \
893                                                                         \
894                 do {                                                    \
895                 } while (!try_cmpxchg(_ptr, &_val, _val | _mask));      \
896         _val;                                                           \
897 })
898
899 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
900 /*
901  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
902  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
903  * spurious IPIs.
904  */
905 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
906 {
907         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
908         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
909 }
910
911 /*
912  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
913  *
914  * If this returns true, then the idle task promises to call
915  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
916  */
917 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
918 {
919         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
920         typeof(ti->flags) val = READ_ONCE(ti->flags);
921
922         for (;;) {
923                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
924                         return false;
925                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
926                         return true;
927                 if (try_cmpxchg(&ti->flags, &val, val | _TIF_NEED_RESCHED))
928                         break;
929         }
930         return true;
931 }
932
933 #else
934 static inline bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
935 {
936         set_tsk_need_resched(p);
937         return true;
938 }
939
940 #ifdef CONFIG_SMP
941 static inline bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
942 {
943         return false;
944 }
945 #endif
946 #endif
947
948 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
949 {
950         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
951
952         /*
953          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
954          * it's already queued (either by us or someone else) and will get the
955          * wakeup due to that.
956          *
957          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
958          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
959          */
960         smp_mb__before_atomic();
961         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
962                 return false;
963
964         /*
965          * The head is context local, there can be no concurrency.
966          */
967         *head->lastp = node;
968         head->lastp = &node->next;
969         return true;
970 }
971
972 /**
973  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
974  * @head: the wake_q_head to add @task to
975  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
976  *
977  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
978  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
979  * instantly.
980  *
981  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
982  * must be ready to be woken at this location.
983  */
984 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
985 {
986         if (__wake_q_add(head, task))
987                 get_task_struct(task);
988 }
989
990 /**
991  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
992  * @head: the wake_q_head to add @task to
993  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
994  *
995  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
996  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
997  * instantly.
998  *
999  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
1000  * must be ready to be woken at this location.
1001  *
1002  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
1003  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
1004  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
1005  * queued for wakeup.
1006  */
1007 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
1008 {
1009         if (!__wake_q_add(head, task))
1010                 put_task_struct(task);
1011 }
1012
1013 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
1014 {
1015         struct wake_q_node *node = head->first;
1016
1017         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
1018                 struct task_struct *task;
1019
1020                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
1021                 /* Task can safely be re-inserted now: */
1022                 node = node->next;
1023                 task->wake_q.next = NULL;
1024
1025                 /*
1026                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
1027                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
1028                  */
1029                 wake_up_process(task);
1030                 put_task_struct(task);
1031         }
1032 }
1033
1034 /*
1035  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
1036  *
1037  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
1038  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
1039  * the target CPU.
1040  */
1041 void resched_curr(struct rq *rq)
1042 {
1043         struct task_struct *curr = rq->curr;
1044         int cpu;
1045
1046         lockdep_assert_rq_held(rq);
1047
1048         if (test_tsk_need_resched(curr))
1049                 return;
1050
1051         cpu = cpu_of(rq);
1052
1053         if (cpu == smp_processor_id()) {
1054                 set_tsk_need_resched(curr);
1055                 set_preempt_need_resched();
1056                 return;
1057         }
1058
1059         if (set_nr_and_not_polling(curr))
1060                 smp_send_reschedule(cpu);
1061         else
1062                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1063 }
1064
1065 void resched_cpu(int cpu)
1066 {
1067         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1068         unsigned long flags;
1069
1070         raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
1071         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
1072                 resched_curr(rq);
1073         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
1074 }
1075
1076 #ifdef CONFIG_SMP
1077 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
1078 /*
1079  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
1080  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
1081  *
1082  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
1083  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
1084  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
1085  */
1086 int get_nohz_timer_target(void)
1087 {
1088         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
1089         struct sched_domain *sd;
1090         const struct cpumask *hk_mask;
1091
1092         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TIMER)) {
1093                 if (!idle_cpu(cpu))
1094                         return cpu;
1095                 default_cpu = cpu;
1096         }
1097
1098         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_TIMER);
1099
1100         rcu_read_lock();
1101         for_each_domain(cpu, sd) {
1102                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), hk_mask) {
1103                         if (cpu == i)
1104                                 continue;
1105
1106                         if (!idle_cpu(i)) {
1107                                 cpu = i;
1108                                 goto unlock;
1109                         }
1110                 }
1111         }
1112
1113         if (default_cpu == -1)
1114                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_TYPE_TIMER);
1115         cpu = default_cpu;
1116 unlock:
1117         rcu_read_unlock();
1118         return cpu;
1119 }
1120
1121 /*
1122  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
1123  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
1124  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
1125  * idle system the next event might even be infinite time into the
1126  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
1127  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
1128  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
1129  * wheel for the next timer event.
1130  */
1131 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
1132 {
1133         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1134
1135         if (cpu == smp_processor_id())
1136                 return;
1137
1138         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
1139                 smp_send_reschedule(cpu);
1140         else
1141                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
1142 }
1143
1144 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
1145 {
1146         /*
1147          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
1148          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
1149          * If needed we can still optimize that later with an
1150          * empty IRQ.
1151          */
1152         if (cpu_is_offline(cpu))
1153                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
1154         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
1155                 if (cpu != smp_processor_id() ||
1156                     tick_nohz_tick_stopped())
1157                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
1158                 return true;
1159         }
1160
1161         return false;
1162 }
1163
1164 /*
1165  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
1166  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
1167  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
1168  */
1169 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
1170 {
1171         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
1172                 wake_up_idle_cpu(cpu);
1173 }
1174
1175 static void nohz_csd_func(void *info)
1176 {
1177         struct rq *rq = info;
1178         int cpu = cpu_of(rq);
1179         unsigned int flags;
1180
1181         /*
1182          * Release the rq::nohz_csd.
1183          */
1184         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK | NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
1185         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
1186
1187         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
1188         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
1189                 rq->nohz_idle_balance = flags;
1190                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
1191         }
1192 }
1193
1194 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
1195
1196 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
1197 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
1198 {
1199         int fifo_nr_running;
1200
1201         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
1202         if (rq->dl.dl_nr_running)
1203                 return false;
1204
1205         /*
1206          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to affect the
1207          * actual RR behaviour.
1208          */
1209         if (rq->rt.rr_nr_running) {
1210                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
1211                         return true;
1212                 else
1213                         return false;
1214         }
1215
1216         /*
1217          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
1218          * forced preemption between FIFO tasks.
1219          */
1220         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
1221         if (fifo_nr_running)
1222                 return true;
1223
1224         /*
1225          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
1226          * if there's more than one we need the tick for involuntary
1227          * preemption.
1228          */
1229         if (rq->nr_running > 1)
1230                 return false;
1231
1232         return true;
1233 }
1234 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
1235 #endif /* CONFIG_SMP */
1236
1237 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
1238                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
1239 /*
1240  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
1241  * node and @up when leaving it for the final time.
1242  *
1243  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
1244  */
1245 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
1246                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
1247 {
1248         struct task_group *parent, *child;
1249         int ret;
1250
1251         parent = from;
1252
1253 down:
1254         ret = (*down)(parent, data);
1255         if (ret)
1256                 goto out;
1257         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
1258                 parent = child;
1259                 goto down;
1260
1261 up:
1262                 continue;
1263         }
1264         ret = (*up)(parent, data);
1265         if (ret || parent == from)
1266                 goto out;
1267
1268         child = parent;
1269         parent = parent->parent;
1270         if (parent)
1271                 goto up;
1272 out:
1273         return ret;
1274 }
1275
1276 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
1277 {
1278         return 0;
1279 }
1280 #endif
1281
1282 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
1283 {
1284         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
1285         struct load_weight *load = &p->se.load;
1286
1287         /*
1288          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
1289          */
1290         if (task_has_idle_policy(p)) {
1291                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
1292                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
1293                 return;
1294         }
1295
1296         /*
1297          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
1298          * weight
1299          */
1300         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
1301                 reweight_task(p, prio);
1302         } else {
1303                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
1304                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
1305         }
1306 }
1307
1308 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1309 /*
1310  * Serializes updates of utilization clamp values
1311  *
1312  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
1313  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
1314  * support enqueue/dequeue operations.
1315  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
1316  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
1317  * updates or API abuses.
1318  */
1319 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
1320
1321 /* Max allowed minimum utilization */
1322 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1323
1324 /* Max allowed maximum utilization */
1325 static unsigned int __maybe_unused sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1326
1327 /*
1328  * By default RT tasks run at the maximum performance point/capacity of the
1329  * system. Uclamp enforces this by always setting UCLAMP_MIN of RT tasks to
1330  * SCHED_CAPACITY_SCALE.
1331  *
1332  * This knob allows admins to change the default behavior when uclamp is being
1333  * used. In battery powered devices, particularly, running at the maximum
1334  * capacity and frequency will increase energy consumption and shorten the
1335  * battery life.
1336  *
1337  * This knob only affects RT tasks that their uclamp_se->user_defined == false.
1338  *
1339  * This knob will not override the system default sched_util_clamp_min defined
1340  * above.
1341  */
1342 static unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = SCHED_CAPACITY_SCALE;
1343
1344 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
1345 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
1346
1347 /*
1348  * This static key is used to reduce the uclamp overhead in the fast path. It
1349  * primarily disables the call to uclamp_rq_{inc, dec}() in
1350  * enqueue/dequeue_task().
1351  *
1352  * This allows users to continue to enable uclamp in their kernel config with
1353  * minimum uclamp overhead in the fast path.
1354  *
1355  * As soon as userspace modifies any of the uclamp knobs, the static key is
1356  * enabled, since we have an actual users that make use of uclamp
1357  * functionality.
1358  *
1359  * The knobs that would enable this static key are:
1360  *
1361  *   * A task modifying its uclamp value with sched_setattr().
1362  *   * An admin modifying the sysctl_sched_uclamp_{min, max} via procfs.
1363  *   * An admin modifying the cgroup cpu.uclamp.{min, max}
1364  */
1365 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_uclamp_used);
1366
1367 /* Integer rounded range for each bucket */
1368 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
1369
1370 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
1371         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
1372
1373 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
1374 {
1375         return min_t(unsigned int, clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA, UCLAMP_BUCKETS - 1);
1376 }
1377
1378 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
1379 {
1380         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
1381                 return 0;
1382         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
1383 }
1384
1385 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
1386                                  unsigned int value, bool user_defined)
1387 {
1388         uc_se->value = value;
1389         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
1390         uc_se->user_defined = user_defined;
1391 }
1392
1393 static inline unsigned int
1394 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1395                   unsigned int clamp_value)
1396 {
1397         /*
1398          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
1399          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
1400          * max-clamp.
1401          */
1402         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
1403                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
1404                 return clamp_value;
1405         }
1406
1407         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
1408 }
1409
1410 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1411                                      unsigned int clamp_value)
1412 {
1413         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
1414         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1415                 return;
1416
1417         uclamp_rq_set(rq, clamp_id, clamp_value);
1418 }
1419
1420 static inline
1421 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
1422                                    unsigned int clamp_value)
1423 {
1424         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
1425         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
1426
1427         /*
1428          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
1429          * top most bucket with tasks in.
1430          */
1431         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
1432                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
1433                         continue;
1434                 return bucket[bucket_id].value;
1435         }
1436
1437         /* No tasks -- default clamp values */
1438         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
1439 }
1440
1441 static void __uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1442 {
1443         unsigned int default_util_min;
1444         struct uclamp_se *uc_se;
1445
1446         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1447
1448         uc_se = &p->uclamp_req[UCLAMP_MIN];
1449
1450         /* Only sync if user didn't override the default */
1451         if (uc_se->user_defined)
1452                 return;
1453
1454         default_util_min = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1455         uclamp_se_set(uc_se, default_util_min, false);
1456 }
1457
1458 static void uclamp_update_util_min_rt_default(struct task_struct *p)
1459 {
1460         struct rq_flags rf;
1461         struct rq *rq;
1462
1463         if (!rt_task(p))
1464                 return;
1465
1466         /* Protect updates to p->uclamp_* */
1467         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1468         __uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1469         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1470 }
1471
1472 static inline struct uclamp_se
1473 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1474 {
1475         /* Copy by value as we could modify it */
1476         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
1477 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1478         unsigned int tg_min, tg_max, value;
1479
1480         /*
1481          * Tasks in autogroups or root task group will be
1482          * restricted by system defaults.
1483          */
1484         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
1485                 return uc_req;
1486         if (task_group(p) == &root_task_group)
1487                 return uc_req;
1488
1489         tg_min = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MIN].value;
1490         tg_max = task_group(p)->uclamp[UCLAMP_MAX].value;
1491         value = uc_req.value;
1492         value = clamp(value, tg_min, tg_max);
1493         uclamp_se_set(&uc_req, value, false);
1494 #endif
1495
1496         return uc_req;
1497 }
1498
1499 /*
1500  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
1501  * priority:
1502  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
1503  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
1504  *   group or in an autogroup
1505  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
1506  */
1507 static inline struct uclamp_se
1508 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1509 {
1510         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
1511         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
1512
1513         /* System default restrictions always apply */
1514         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
1515                 return uc_max;
1516
1517         return uc_req;
1518 }
1519
1520 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1521 {
1522         struct uclamp_se uc_eff;
1523
1524         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
1525         if (p->uclamp[clamp_id].active)
1526                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
1527
1528         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1529
1530         return (unsigned long)uc_eff.value;
1531 }
1532
1533 /*
1534  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
1535  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
1536  * updates the rq's clamp value if required.
1537  *
1538  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
1539  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
1540  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
1541  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
1542  */
1543 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1544                                     enum uclamp_id clamp_id)
1545 {
1546         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1547         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1548         struct uclamp_bucket *bucket;
1549
1550         lockdep_assert_rq_held(rq);
1551
1552         /* Update task effective clamp */
1553         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
1554
1555         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1556         bucket->tasks++;
1557         uc_se->active = true;
1558
1559         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
1560
1561         /*
1562          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
1563          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
1564          */
1565         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
1566                 bucket->value = uc_se->value;
1567
1568         if (uc_se->value > uclamp_rq_get(rq, clamp_id))
1569                 uclamp_rq_set(rq, clamp_id, uc_se->value);
1570 }
1571
1572 /*
1573  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
1574  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
1575  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
1576  *
1577  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
1578  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
1579  * enforce the expected state and warn.
1580  */
1581 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1582                                     enum uclamp_id clamp_id)
1583 {
1584         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
1585         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
1586         struct uclamp_bucket *bucket;
1587         unsigned int bkt_clamp;
1588         unsigned int rq_clamp;
1589
1590         lockdep_assert_rq_held(rq);
1591
1592         /*
1593          * If sched_uclamp_used was enabled after task @p was enqueued,
1594          * we could end up with unbalanced call to uclamp_rq_dec_id().
1595          *
1596          * In this case the uc_se->active flag should be false since no uclamp
1597          * accounting was performed at enqueue time and we can just return
1598          * here.
1599          *
1600          * Need to be careful of the following enqueue/dequeue ordering
1601          * problem too
1602          *
1603          *      enqueue(taskA)
1604          *      // sched_uclamp_used gets enabled
1605          *      enqueue(taskB)
1606          *      dequeue(taskA)
1607          *      // Must not decrement bucket->tasks here
1608          *      dequeue(taskB)
1609          *
1610          * where we could end up with stale data in uc_se and
1611          * bucket[uc_se->bucket_id].
1612          *
1613          * The following check here eliminates the possibility of such race.
1614          */
1615         if (unlikely(!uc_se->active))
1616                 return;
1617
1618         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
1619
1620         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
1621         if (likely(bucket->tasks))
1622                 bucket->tasks--;
1623
1624         uc_se->active = false;
1625
1626         /*
1627          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1628          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1629          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1630          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1631          */
1632         if (likely(bucket->tasks))
1633                 return;
1634
1635         rq_clamp = uclamp_rq_get(rq, clamp_id);
1636         /*
1637          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1638          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1639          */
1640         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1641         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1642                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1643                 uclamp_rq_set(rq, clamp_id, bkt_clamp);
1644         }
1645 }
1646
1647 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1648 {
1649         enum uclamp_id clamp_id;
1650
1651         /*
1652          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1653          *
1654          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1655          * sched_uclamp_used is disabled.
1656          */
1657         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1658                 return;
1659
1660         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1661                 return;
1662
1663         for_each_clamp_id(clamp_id)
1664                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1665
1666         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1667         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1668                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1669 }
1670
1671 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1672 {
1673         enum uclamp_id clamp_id;
1674
1675         /*
1676          * Avoid any overhead until uclamp is actually used by the userspace.
1677          *
1678          * The condition is constructed such that a NOP is generated when
1679          * sched_uclamp_used is disabled.
1680          */
1681         if (!static_branch_unlikely(&sched_uclamp_used))
1682                 return;
1683
1684         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1685                 return;
1686
1687         for_each_clamp_id(clamp_id)
1688                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1689 }
1690
1691 static inline void uclamp_rq_reinc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1692                                       enum uclamp_id clamp_id)
1693 {
1694         if (!p->uclamp[clamp_id].active)
1695                 return;
1696
1697         uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1698         uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1699
1700         /*
1701          * Make sure to clear the idle flag if we've transiently reached 0
1702          * active tasks on rq.
1703          */
1704         if (clamp_id == UCLAMP_MAX && (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
1705                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1706 }
1707
1708 static inline void
1709 uclamp_update_active(struct task_struct *p)
1710 {
1711         enum uclamp_id clamp_id;
1712         struct rq_flags rf;
1713         struct rq *rq;
1714
1715         /*
1716          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1717          *
1718          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1719          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1720          * enqueues, dequeues and migration operations.
1721          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1722          */
1723         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1724
1725         /*
1726          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1727          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1728          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1729          * it will already see the updated clamp bucket value.
1730          */
1731         for_each_clamp_id(clamp_id)
1732                 uclamp_rq_reinc_id(rq, p, clamp_id);
1733
1734         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1735 }
1736
1737 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1738 static inline void
1739 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css)
1740 {
1741         struct css_task_iter it;
1742         struct task_struct *p;
1743
1744         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1745         while ((p = css_task_iter_next(&it)))
1746                 uclamp_update_active(p);
1747         css_task_iter_end(&it);
1748 }
1749
1750 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1751 #endif
1752
1753 #ifdef CONFIG_SYSCTL
1754 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
1755 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1756 static void uclamp_update_root_tg(void)
1757 {
1758         struct task_group *tg = &root_task_group;
1759
1760         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1761                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1762         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1763                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1764
1765         rcu_read_lock();
1766         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1767         rcu_read_unlock();
1768 }
1769 #else
1770 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1771 #endif
1772
1773 static void uclamp_sync_util_min_rt_default(void)
1774 {
1775         struct task_struct *g, *p;
1776
1777         /*
1778          * copy_process()                       sysctl_uclamp
1779          *                                        uclamp_min_rt = X;
1780          *   write_lock(&tasklist_lock)           read_lock(&tasklist_lock)
1781          *   // link thread                       smp_mb__after_spinlock()
1782          *   write_unlock(&tasklist_lock)         read_unlock(&tasklist_lock);
1783          *   sched_post_fork()                    for_each_process_thread()
1784          *     __uclamp_sync_rt()                   __uclamp_sync_rt()
1785          *
1786          * Ensures that either sched_post_fork() will observe the new
1787          * uclamp_min_rt or for_each_process_thread() will observe the new
1788          * task.
1789          */
1790         read_lock(&tasklist_lock);
1791         smp_mb__after_spinlock();
1792         read_unlock(&tasklist_lock);
1793
1794         rcu_read_lock();
1795         for_each_process_thread(g, p)
1796                 uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1797         rcu_read_unlock();
1798 }
1799
1800 static int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1801                                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
1802 {
1803         bool update_root_tg = false;
1804         int old_min, old_max, old_min_rt;
1805         int result;
1806
1807         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1808         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1809         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1810         old_min_rt = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1811
1812         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1813         if (result)
1814                 goto undo;
1815         if (!write)
1816                 goto done;
1817
1818         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1819             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE ||
1820             sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1821
1822                 result = -EINVAL;
1823                 goto undo;
1824         }
1825
1826         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1827                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1828                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1829                 update_root_tg = true;
1830         }
1831         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1832                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1833                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1834                 update_root_tg = true;
1835         }
1836
1837         if (update_root_tg) {
1838                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1839                 uclamp_update_root_tg();
1840         }
1841
1842         if (old_min_rt != sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default) {
1843                 static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1844                 uclamp_sync_util_min_rt_default();
1845         }
1846
1847         /*
1848          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1849          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1850          * task enqueue time.
1851          */
1852
1853         goto done;
1854
1855 undo:
1856         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1857         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1858         sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default = old_min_rt;
1859 done:
1860         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1861
1862         return result;
1863 }
1864 #endif
1865 #endif
1866
1867 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1868                            const struct sched_attr *attr)
1869 {
1870         int util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1871         int util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1872
1873         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1874                 util_min = attr->sched_util_min;
1875
1876                 if (util_min + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1877                         return -EINVAL;
1878         }
1879
1880         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1881                 util_max = attr->sched_util_max;
1882
1883                 if (util_max + 1 > SCHED_CAPACITY_SCALE + 1)
1884                         return -EINVAL;
1885         }
1886
1887         if (util_min != -1 && util_max != -1 && util_min > util_max)
1888                 return -EINVAL;
1889
1890         /*
1891          * We have valid uclamp attributes; make sure uclamp is enabled.
1892          *
1893          * We need to do that here, because enabling static branches is a
1894          * blocking operation which obviously cannot be done while holding
1895          * scheduler locks.
1896          */
1897         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
1898
1899         return 0;
1900 }
1901
1902 static bool uclamp_reset(const struct sched_attr *attr,
1903                          enum uclamp_id clamp_id,
1904                          struct uclamp_se *uc_se)
1905 {
1906         /* Reset on sched class change for a non user-defined clamp value. */
1907         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)) &&
1908             !uc_se->user_defined)
1909                 return true;
1910
1911         /* Reset on sched_util_{min,max} == -1. */
1912         if (clamp_id == UCLAMP_MIN &&
1913             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1914             attr->sched_util_min == -1) {
1915                 return true;
1916         }
1917
1918         if (clamp_id == UCLAMP_MAX &&
1919             attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1920             attr->sched_util_max == -1) {
1921                 return true;
1922         }
1923
1924         return false;
1925 }
1926
1927 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1928                                   const struct sched_attr *attr)
1929 {
1930         enum uclamp_id clamp_id;
1931
1932         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1933                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1934                 unsigned int value;
1935
1936                 if (!uclamp_reset(attr, clamp_id, uc_se))
1937                         continue;
1938
1939                 /*
1940                  * RT by default have a 100% boost value that could be modified
1941                  * at runtime.
1942                  */
1943                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1944                         value = sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default;
1945                 else
1946                         value = uclamp_none(clamp_id);
1947
1948                 uclamp_se_set(uc_se, value, false);
1949
1950         }
1951
1952         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1953                 return;
1954
1955         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN &&
1956             attr->sched_util_min != -1) {
1957                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1958                               attr->sched_util_min, true);
1959         }
1960
1961         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX &&
1962             attr->sched_util_max != -1) {
1963                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1964                               attr->sched_util_max, true);
1965         }
1966 }
1967
1968 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1969 {
1970         enum uclamp_id clamp_id;
1971
1972         /*
1973          * We don't need to hold task_rq_lock() when updating p->uclamp_* here
1974          * as the task is still at its early fork stages.
1975          */
1976         for_each_clamp_id(clamp_id)
1977                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1978
1979         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1980                 return;
1981
1982         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1983                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1984                               uclamp_none(clamp_id), false);
1985         }
1986 }
1987
1988 static void uclamp_post_fork(struct task_struct *p)
1989 {
1990         uclamp_update_util_min_rt_default(p);
1991 }
1992
1993 static void __init init_uclamp_rq(struct rq *rq)
1994 {
1995         enum uclamp_id clamp_id;
1996         struct uclamp_rq *uc_rq = rq->uclamp;
1997
1998         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1999                 uc_rq[clamp_id] = (struct uclamp_rq) {
2000                         .value = uclamp_none(clamp_id)
2001                 };
2002         }
2003
2004         rq->uclamp_flags = UCLAMP_FLAG_IDLE;
2005 }
2006
2007 static void __init init_uclamp(void)
2008 {
2009         struct uclamp_se uc_max = {};
2010         enum uclamp_id clamp_id;
2011         int cpu;
2012
2013         for_each_possible_cpu(cpu)
2014                 init_uclamp_rq(cpu_rq(cpu));
2015
2016         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2017                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
2018                               uclamp_none(clamp_id), false);
2019         }
2020
2021         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
2022         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
2023         for_each_clamp_id(clamp_id) {
2024                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
2025 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
2026                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
2027                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
2028 #endif
2029         }
2030 }
2031
2032 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2033 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2034 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
2035 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
2036                                   const struct sched_attr *attr)
2037 {
2038         return -EOPNOTSUPP;
2039 }
2040 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
2041                                   const struct sched_attr *attr) { }
2042 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
2043 static inline void uclamp_post_fork(struct task_struct *p) { }
2044 static inline void init_uclamp(void) { }
2045 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
2046
2047 bool sched_task_on_rq(struct task_struct *p)
2048 {
2049         return task_on_rq_queued(p);
2050 }
2051
2052 unsigned long get_wchan(struct task_struct *p)
2053 {
2054         unsigned long ip = 0;
2055         unsigned int state;
2056
2057         if (!p || p == current)
2058                 return 0;
2059
2060         /* Only get wchan if task is blocked and we can keep it that way. */
2061         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2062         state = READ_ONCE(p->__state);
2063         smp_rmb(); /* see try_to_wake_up() */
2064         if (state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq)
2065                 ip = __get_wchan(p);
2066         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2067
2068         return ip;
2069 }
2070
2071 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2072 {
2073         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
2074                 update_rq_clock(rq);
2075
2076         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
2077                 sched_info_enqueue(rq, p);
2078                 psi_enqueue(p, (flags & ENQUEUE_WAKEUP) && !(flags & ENQUEUE_MIGRATED));
2079         }
2080
2081         uclamp_rq_inc(rq, p);
2082         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
2083
2084         if (sched_core_enabled(rq))
2085                 sched_core_enqueue(rq, p);
2086 }
2087
2088 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2089 {
2090         if (sched_core_enabled(rq))
2091                 sched_core_dequeue(rq, p, flags);
2092
2093         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
2094                 update_rq_clock(rq);
2095
2096         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
2097                 sched_info_dequeue(rq, p);
2098                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
2099         }
2100
2101         uclamp_rq_dec(rq, p);
2102         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
2103 }
2104
2105 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2106 {
2107         if (task_on_rq_migrating(p))
2108                 flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2109         if (flags & ENQUEUE_MIGRATED)
2110                 sched_mm_cid_migrate_to(rq, p);
2111
2112         enqueue_task(rq, p, flags);
2113
2114         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
2115 }
2116
2117 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2118 {
2119         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
2120
2121         dequeue_task(rq, p, flags);
2122 }
2123
2124 static inline int __normal_prio(int policy, int rt_prio, int nice)
2125 {
2126         int prio;
2127
2128         if (dl_policy(policy))
2129                 prio = MAX_DL_PRIO - 1;
2130         else if (rt_policy(policy))
2131                 prio = MAX_RT_PRIO - 1 - rt_prio;
2132         else
2133                 prio = NICE_TO_PRIO(nice);
2134
2135         return prio;
2136 }
2137
2138 /*
2139  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
2140  * without taking RT-inheritance into account. Might be
2141  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
2142  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
2143  * estimator recalculates.
2144  */
2145 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
2146 {
2147         return __normal_prio(p->policy, p->rt_priority, PRIO_TO_NICE(p->static_prio));
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Calculate the current priority, i.e. the priority
2152  * taken into account by the scheduler. This value might
2153  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
2154  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
2155  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
2156  */
2157 static int effective_prio(struct task_struct *p)
2158 {
2159         p->normal_prio = normal_prio(p);
2160         /*
2161          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
2162          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
2163          * to the normal priority:
2164          */
2165         if (!rt_prio(p->prio))
2166                 return p->normal_prio;
2167         return p->prio;
2168 }
2169
2170 /**
2171  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
2172  * @p: the task in question.
2173  *
2174  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
2175  */
2176 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
2177 {
2178         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
2179 }
2180
2181 /*
2182  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
2183  * use the balance_callback list if you want balancing.
2184  *
2185  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
2186  * balance_callback().
2187  */
2188 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
2189                                        const struct sched_class *prev_class,
2190                                        int oldprio)
2191 {
2192         if (prev_class != p->sched_class) {
2193                 if (prev_class->switched_from)
2194                         prev_class->switched_from(rq, p);
2195
2196                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
2197         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
2198                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
2199 }
2200
2201 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
2202 {
2203         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class)
2204                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
2205         else if (sched_class_above(p->sched_class, rq->curr->sched_class))
2206                 resched_curr(rq);
2207
2208         /*
2209          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
2210          * this case, we can save a useless back to back clock update.
2211          */
2212         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
2213                 rq_clock_skip_update(rq);
2214 }
2215
2216 #ifdef CONFIG_SMP
2217
2218 static void
2219 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx);
2220
2221 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2222                                   struct affinity_context *ctx);
2223
2224 static void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2225 {
2226         struct affinity_context ac = {
2227                 .new_mask  = cpumask_of(rq->cpu),
2228                 .flags     = SCA_MIGRATE_DISABLE,
2229         };
2230
2231         if (likely(!p->migration_disabled))
2232                 return;
2233
2234         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2235                 return;
2236
2237         /*
2238          * Violates locking rules! see comment in __do_set_cpus_allowed().
2239          */
2240         __do_set_cpus_allowed(p, &ac);
2241 }
2242
2243 void migrate_disable(void)
2244 {
2245         struct task_struct *p = current;
2246
2247         if (p->migration_disabled) {
2248                 p->migration_disabled++;
2249                 return;
2250         }
2251
2252         preempt_disable();
2253         this_rq()->nr_pinned++;
2254         p->migration_disabled = 1;
2255         preempt_enable();
2256 }
2257 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_disable);
2258
2259 void migrate_enable(void)
2260 {
2261         struct task_struct *p = current;
2262         struct affinity_context ac = {
2263                 .new_mask  = &p->cpus_mask,
2264                 .flags     = SCA_MIGRATE_ENABLE,
2265         };
2266
2267         if (p->migration_disabled > 1) {
2268                 p->migration_disabled--;
2269                 return;
2270         }
2271
2272         if (WARN_ON_ONCE(!p->migration_disabled))
2273                 return;
2274
2275         /*
2276          * Ensure stop_task runs either before or after this, and that
2277          * __set_cpus_allowed_ptr(SCA_MIGRATE_ENABLE) doesn't schedule().
2278          */
2279         preempt_disable();
2280         if (p->cpus_ptr != &p->cpus_mask)
2281                 __set_cpus_allowed_ptr(p, &ac);
2282         /*
2283          * Mustn't clear migration_disabled() until cpus_ptr points back at the
2284          * regular cpus_mask, otherwise things that race (eg.
2285          * select_fallback_rq) get confused.
2286          */
2287         barrier();
2288         p->migration_disabled = 0;
2289         this_rq()->nr_pinned--;
2290         preempt_enable();
2291 }
2292 EXPORT_SYMBOL_GPL(migrate_enable);
2293
2294 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
2295 {
2296         return rq->nr_pinned;
2297 }
2298
2299 /*
2300  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
2301  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
2302  */
2303 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
2304 {
2305         /* When not in the task's cpumask, no point in looking further. */
2306         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
2307                 return false;
2308
2309         /* migrate_disabled() must be allowed to finish. */
2310         if (is_migration_disabled(p))
2311                 return cpu_online(cpu);
2312
2313         /* Non kernel threads are not allowed during either online or offline. */
2314         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
2315                 return cpu_active(cpu) && task_cpu_possible(cpu, p);
2316
2317         /* KTHREAD_IS_PER_CPU is always allowed. */
2318         if (kthread_is_per_cpu(p))
2319                 return cpu_online(cpu);
2320
2321         /* Regular kernel threads don't get to stay during offline. */
2322         if (cpu_dying(cpu))
2323                 return false;
2324
2325         /* But are allowed during online. */
2326         return cpu_online(cpu);
2327 }
2328
2329 /*
2330  * This is how migration works:
2331  *
2332  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
2333  *    stop_one_cpu().
2334  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
2335  *    off the CPU)
2336  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
2337  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
2338  *    it and puts it into the right queue.
2339  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
2340  *    is done.
2341  */
2342
2343 /*
2344  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
2345  *
2346  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
2347  */
2348 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2349                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
2350 {
2351         lockdep_assert_rq_held(rq);
2352
2353         deactivate_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
2354         set_task_cpu(p, new_cpu);
2355         rq_unlock(rq, rf);
2356
2357         rq = cpu_rq(new_cpu);
2358
2359         rq_lock(rq, rf);
2360         WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != new_cpu);
2361         activate_task(rq, p, 0);
2362         check_preempt_curr(rq, p, 0);
2363
2364         return rq;
2365 }
2366
2367 struct migration_arg {
2368         struct task_struct              *task;
2369         int                             dest_cpu;
2370         struct set_affinity_pending     *pending;
2371 };
2372
2373 /*
2374  * @refs: number of wait_for_completion()
2375  * @stop_pending: is @stop_work in use
2376  */
2377 struct set_affinity_pending {
2378         refcount_t              refs;
2379         unsigned int            stop_pending;
2380         struct completion       done;
2381         struct cpu_stop_work    stop_work;
2382         struct migration_arg    arg;
2383 };
2384
2385 /*
2386  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
2387  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
2388  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
2389  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
2390  *
2391  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
2392  * as the task is no longer on this CPU.
2393  */
2394 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
2395                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
2396 {
2397         /* Affinity changed (again). */
2398         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2399                 return rq;
2400
2401         update_rq_clock(rq);
2402         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2403
2404         return rq;
2405 }
2406
2407 /*
2408  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
2409  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
2410  * 'pushing' onto another runqueue.
2411  */
2412 static int migration_cpu_stop(void *data)
2413 {
2414         struct migration_arg *arg = data;
2415         struct set_affinity_pending *pending = arg->pending;
2416         struct task_struct *p = arg->task;
2417         struct rq *rq = this_rq();
2418         bool complete = false;
2419         struct rq_flags rf;
2420
2421         /*
2422          * The original target CPU might have gone down and we might
2423          * be on another CPU but it doesn't matter.
2424          */
2425         local_irq_save(rf.flags);
2426         /*
2427          * We need to explicitly wake pending tasks before running
2428          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
2429          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
2430          */
2431         flush_smp_call_function_queue();
2432
2433         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
2434         rq_lock(rq, &rf);
2435
2436         /*
2437          * If we were passed a pending, then ->stop_pending was set, thus
2438          * p->migration_pending must have remained stable.
2439          */
2440         WARN_ON_ONCE(pending && pending != p->migration_pending);
2441
2442         /*
2443          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
2444          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
2445          * we're holding p->pi_lock.
2446          */
2447         if (task_rq(p) == rq) {
2448                 if (is_migration_disabled(p))
2449                         goto out;
2450
2451                 if (pending) {
2452                         p->migration_pending = NULL;
2453                         complete = true;
2454
2455                         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask))
2456                                 goto out;
2457                 }
2458
2459                 if (task_on_rq_queued(p))
2460                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
2461                 else
2462                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
2463
2464                 /*
2465                  * XXX __migrate_task() can fail, at which point we might end
2466                  * up running on a dodgy CPU, AFAICT this can only happen
2467                  * during CPU hotplug, at which point we'll get pushed out
2468                  * anyway, so it's probably not a big deal.
2469                  */
2470
2471         } else if (pending) {
2472                 /*
2473                  * This happens when we get migrated between migrate_enable()'s
2474                  * preempt_enable() and scheduling the stopper task. At that
2475                  * point we're a regular task again and not current anymore.
2476                  *
2477                  * A !PREEMPT kernel has a giant hole here, which makes it far
2478                  * more likely.
2479                  */
2480
2481                 /*
2482                  * The task moved before the stopper got to run. We're holding
2483                  * ->pi_lock, so the allowed mask is stable - if it got
2484                  * somewhere allowed, we're done.
2485                  */
2486                 if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), p->cpus_ptr)) {
2487                         p->migration_pending = NULL;
2488                         complete = true;
2489                         goto out;
2490                 }
2491
2492                 /*
2493                  * When migrate_enable() hits a rq mis-match we can't reliably
2494                  * determine is_migration_disabled() and so have to chase after
2495                  * it.
2496                  */
2497                 WARN_ON_ONCE(!pending->stop_pending);
2498                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2499                 stop_one_cpu_nowait(task_cpu(p), migration_cpu_stop,
2500                                     &pending->arg, &pending->stop_work);
2501                 return 0;
2502         }
2503 out:
2504         if (pending)
2505                 pending->stop_pending = false;
2506         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2507
2508         if (complete)
2509                 complete_all(&pending->done);
2510
2511         return 0;
2512 }
2513
2514 int push_cpu_stop(void *arg)
2515 {
2516         struct rq *lowest_rq = NULL, *rq = this_rq();
2517         struct task_struct *p = arg;
2518
2519         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2520         raw_spin_rq_lock(rq);
2521
2522         if (task_rq(p) != rq)
2523                 goto out_unlock;
2524
2525         if (is_migration_disabled(p)) {
2526                 p->migration_flags |= MDF_PUSH;
2527                 goto out_unlock;
2528         }
2529
2530         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2531
2532         if (p->sched_class->find_lock_rq)
2533                 lowest_rq = p->sched_class->find_lock_rq(p, rq);
2534
2535         if (!lowest_rq)
2536                 goto out_unlock;
2537
2538         // XXX validate p is still the highest prio task
2539         if (task_rq(p) == rq) {
2540                 deactivate_task(rq, p, 0);
2541                 set_task_cpu(p, lowest_rq->cpu);
2542                 activate_task(lowest_rq, p, 0);
2543                 resched_curr(lowest_rq);
2544         }
2545
2546         double_unlock_balance(rq, lowest_rq);
2547
2548 out_unlock:
2549         rq->push_busy = false;
2550         raw_spin_rq_unlock(rq);
2551         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2552
2553         put_task_struct(p);
2554         return 0;
2555 }
2556
2557 /*
2558  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
2559  * actually call this function.
2560  */
2561 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
2562 {
2563         if (ctx->flags & (SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) {
2564                 p->cpus_ptr = ctx->new_mask;
2565                 return;
2566         }
2567
2568         cpumask_copy(&p->cpus_mask, ctx->new_mask);
2569         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(ctx->new_mask);
2570
2571         /*
2572          * Swap in a new user_cpus_ptr if SCA_USER flag set
2573          */
2574         if (ctx->flags & SCA_USER)
2575                 swap(p->user_cpus_ptr, ctx->user_mask);
2576 }
2577
2578 static void
2579 __do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
2580 {
2581         struct rq *rq = task_rq(p);
2582         bool queued, running;
2583
2584         /*
2585          * This here violates the locking rules for affinity, since we're only
2586          * supposed to change these variables while holding both rq->lock and
2587          * p->pi_lock.
2588          *
2589          * HOWEVER, it magically works, because ttwu() is the only code that
2590          * accesses these variables under p->pi_lock and only does so after
2591          * smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL), and we're in __schedule()
2592          * before finish_task().
2593          *
2594          * XXX do further audits, this smells like something putrid.
2595          */
2596         if (ctx->flags & SCA_MIGRATE_DISABLE)
2597                 SCHED_WARN_ON(!p->on_cpu);
2598         else
2599                 lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2600
2601         queued = task_on_rq_queued(p);
2602         running = task_current(rq, p);
2603
2604         if (queued) {
2605                 /*
2606                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
2607                  * holding rq->lock.
2608                  */
2609                 lockdep_assert_rq_held(rq);
2610                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
2611         }
2612         if (running)
2613                 put_prev_task(rq, p);
2614
2615         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, ctx);
2616
2617         if (queued)
2618                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
2619         if (running)
2620                 set_next_task(rq, p);
2621 }
2622
2623 /*
2624  * Used for kthread_bind() and select_fallback_rq(), in both cases the user
2625  * affinity (if any) should be destroyed too.
2626  */
2627 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
2628 {
2629         struct affinity_context ac = {
2630                 .new_mask  = new_mask,
2631                 .user_mask = NULL,
2632                 .flags     = SCA_USER,  /* clear the user requested mask */
2633         };
2634         union cpumask_rcuhead {
2635                 cpumask_t cpumask;
2636                 struct rcu_head rcu;
2637         };
2638
2639         __do_set_cpus_allowed(p, &ac);
2640
2641         /*
2642          * Because this is called with p->pi_lock held, it is not possible
2643          * to use kfree() here (when PREEMPT_RT=y), therefore punt to using
2644          * kfree_rcu().
2645          */
2646         kfree_rcu((union cpumask_rcuhead *)ac.user_mask, rcu);
2647 }
2648
2649 static cpumask_t *alloc_user_cpus_ptr(int node)
2650 {
2651         /*
2652          * See do_set_cpus_allowed() above for the rcu_head usage.
2653          */
2654         int size = max_t(int, cpumask_size(), sizeof(struct rcu_head));
2655
2656         return kmalloc_node(size, GFP_KERNEL, node);
2657 }
2658
2659 int dup_user_cpus_ptr(struct task_struct *dst, struct task_struct *src,
2660                       int node)
2661 {
2662         cpumask_t *user_mask;
2663         unsigned long flags;
2664
2665         /*
2666          * Always clear dst->user_cpus_ptr first as their user_cpus_ptr's
2667          * may differ by now due to racing.
2668          */
2669         dst->user_cpus_ptr = NULL;
2670
2671         /*
2672          * This check is racy and losing the race is a valid situation.
2673          * It is not worth the extra overhead of taking the pi_lock on
2674          * every fork/clone.
2675          */
2676         if (data_race(!src->user_cpus_ptr))
2677                 return 0;
2678
2679         user_mask = alloc_user_cpus_ptr(node);
2680         if (!user_mask)
2681                 return -ENOMEM;
2682
2683         /*
2684          * Use pi_lock to protect content of user_cpus_ptr
2685          *
2686          * Though unlikely, user_cpus_ptr can be reset to NULL by a concurrent
2687          * do_set_cpus_allowed().
2688          */
2689         raw_spin_lock_irqsave(&src->pi_lock, flags);
2690         if (src->user_cpus_ptr) {
2691                 swap(dst->user_cpus_ptr, user_mask);
2692                 cpumask_copy(dst->user_cpus_ptr, src->user_cpus_ptr);
2693         }
2694         raw_spin_unlock_irqrestore(&src->pi_lock, flags);
2695
2696         if (unlikely(user_mask))
2697                 kfree(user_mask);
2698
2699         return 0;
2700 }
2701
2702 static inline struct cpumask *clear_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2703 {
2704         struct cpumask *user_mask = NULL;
2705
2706         swap(p->user_cpus_ptr, user_mask);
2707
2708         return user_mask;
2709 }
2710
2711 void release_user_cpus_ptr(struct task_struct *p)
2712 {
2713         kfree(clear_user_cpus_ptr(p));
2714 }
2715
2716 /*
2717  * This function is wildly self concurrent; here be dragons.
2718  *
2719  *
2720  * When given a valid mask, __set_cpus_allowed_ptr() must block until the
2721  * designated task is enqueued on an allowed CPU. If that task is currently
2722  * running, we have to kick it out using the CPU stopper.
2723  *
2724  * Migrate-Disable comes along and tramples all over our nice sandcastle.
2725  * Consider:
2726  *
2727  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2728  *
2729  *     P0@CPU0                  P1
2730  *
2731  *     migrate_disable();
2732  *     <preempted>
2733  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2734  *
2735  * P1 *cannot* return from this set_cpus_allowed_ptr() call until P0 executes
2736  * its outermost migrate_enable() (i.e. it exits its Migrate-Disable region).
2737  * This means we need the following scheme:
2738  *
2739  *     P0@CPU0                  P1
2740  *
2741  *     migrate_disable();
2742  *     <preempted>
2743  *                              set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2744  *                                <blocks>
2745  *     <resumes>
2746  *     migrate_enable();
2747  *       __set_cpus_allowed_ptr();
2748  *       <wakes local stopper>
2749  *                         `--> <woken on migration completion>
2750  *
2751  * Now the fun stuff: there may be several P1-like tasks, i.e. multiple
2752  * concurrent set_cpus_allowed_ptr(P0, [*]) calls. CPU affinity changes of any
2753  * task p are serialized by p->pi_lock, which we can leverage: the one that
2754  * should come into effect at the end of the Migrate-Disable region is the last
2755  * one. This means we only need to track a single cpumask (i.e. p->cpus_mask),
2756  * but we still need to properly signal those waiting tasks at the appropriate
2757  * moment.
2758  *
2759  * This is implemented using struct set_affinity_pending. The first
2760  * __set_cpus_allowed_ptr() caller within a given Migrate-Disable region will
2761  * setup an instance of that struct and install it on the targeted task_struct.
2762  * Any and all further callers will reuse that instance. Those then wait for
2763  * a completion signaled at the tail of the CPU stopper callback (1), triggered
2764  * on the end of the Migrate-Disable region (i.e. outermost migrate_enable()).
2765  *
2766  *
2767  * (1) In the cases covered above. There is one more where the completion is
2768  * signaled within affine_move_task() itself: when a subsequent affinity request
2769  * occurs after the stopper bailed out due to the targeted task still being
2770  * Migrate-Disable. Consider:
2771  *
2772  *     Initial conditions: P0->cpus_mask = [0, 1]
2773  *
2774  *     CPU0               P1                            P2
2775  *     <P0>
2776  *       migrate_disable();
2777  *       <preempted>
2778  *                        set_cpus_allowed_ptr(P0, [1]);
2779  *                          <blocks>
2780  *     <migration/0>
2781  *       migration_cpu_stop()
2782  *         is_migration_disabled()
2783  *           <bails>
2784  *                                                       set_cpus_allowed_ptr(P0, [0, 1]);
2785  *                                                         <signal completion>
2786  *                          <awakes>
2787  *
2788  * Note that the above is safe vs a concurrent migrate_enable(), as any
2789  * pending affinity completion is preceded by an uninstallation of
2790  * p->migration_pending done with p->pi_lock held.
2791  */
2792 static int affine_move_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, struct rq_flags *rf,
2793                             int dest_cpu, unsigned int flags)
2794         __releases(rq->lock)
2795         __releases(p->pi_lock)
2796 {
2797         struct set_affinity_pending my_pending = { }, *pending = NULL;
2798         bool stop_pending, complete = false;
2799
2800         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
2801         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), &p->cpus_mask)) {
2802                 struct task_struct *push_task = NULL;
2803
2804                 if ((flags & SCA_MIGRATE_ENABLE) &&
2805                     (p->migration_flags & MDF_PUSH) && !rq->push_busy) {
2806                         rq->push_busy = true;
2807                         push_task = get_task_struct(p);
2808                 }
2809
2810                 /*
2811                  * If there are pending waiters, but no pending stop_work,
2812                  * then complete now.
2813                  */
2814                 pending = p->migration_pending;
2815                 if (pending && !pending->stop_pending) {
2816                         p->migration_pending = NULL;
2817                         complete = true;
2818                 }
2819
2820                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2821
2822                 if (push_task) {
2823                         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, push_cpu_stop,
2824                                             p, &rq->push_work);
2825                 }
2826
2827                 if (complete)
2828                         complete_all(&pending->done);
2829
2830                 return 0;
2831         }
2832
2833         if (!(flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2834                 /* serialized by p->pi_lock */
2835                 if (!p->migration_pending) {
2836                         /* Install the request */
2837                         refcount_set(&my_pending.refs, 1);
2838                         init_completion(&my_pending.done);
2839                         my_pending.arg = (struct migration_arg) {
2840                                 .task = p,
2841                                 .dest_cpu = dest_cpu,
2842                                 .pending = &my_pending,
2843                         };
2844
2845                         p->migration_pending = &my_pending;
2846                 } else {
2847                         pending = p->migration_pending;
2848                         refcount_inc(&pending->refs);
2849                         /*
2850                          * Affinity has changed, but we've already installed a
2851                          * pending. migration_cpu_stop() *must* see this, else
2852                          * we risk a completion of the pending despite having a
2853                          * task on a disallowed CPU.
2854                          *
2855                          * Serialized by p->pi_lock, so this is safe.
2856                          */
2857                         pending->arg.dest_cpu = dest_cpu;
2858                 }
2859         }
2860         pending = p->migration_pending;
2861         /*
2862          * - !MIGRATE_ENABLE:
2863          *   we'll have installed a pending if there wasn't one already.
2864          *
2865          * - MIGRATE_ENABLE:
2866          *   we're here because the current CPU isn't matching anymore,
2867          *   the only way that can happen is because of a concurrent
2868          *   set_cpus_allowed_ptr() call, which should then still be
2869          *   pending completion.
2870          *
2871          * Either way, we really should have a @pending here.
2872          */
2873         if (WARN_ON_ONCE(!pending)) {
2874                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2875                 return -EINVAL;
2876         }
2877
2878         if (task_on_cpu(rq, p) || READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
2879                 /*
2880                  * MIGRATE_ENABLE gets here because 'p == current', but for
2881                  * anything else we cannot do is_migration_disabled(), punt
2882                  * and have the stopper function handle it all race-free.
2883                  */
2884                 stop_pending = pending->stop_pending;
2885                 if (!stop_pending)
2886                         pending->stop_pending = true;
2887
2888                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2889                         p->migration_flags &= ~MDF_PUSH;
2890
2891                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2892
2893                 if (!stop_pending) {
2894                         stop_one_cpu_nowait(cpu_of(rq), migration_cpu_stop,
2895                                             &pending->arg, &pending->stop_work);
2896                 }
2897
2898                 if (flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)
2899                         return 0;
2900         } else {
2901
2902                 if (!is_migration_disabled(p)) {
2903                         if (task_on_rq_queued(p))
2904                                 rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
2905
2906                         if (!pending->stop_pending) {
2907                                 p->migration_pending = NULL;
2908                                 complete = true;
2909                         }
2910                 }
2911                 task_rq_unlock(rq, p, rf);
2912
2913                 if (complete)
2914                         complete_all(&pending->done);
2915         }
2916
2917         wait_for_completion(&pending->done);
2918
2919         if (refcount_dec_and_test(&pending->refs))
2920                 wake_up_var(&pending->refs); /* No UaF, just an address */
2921
2922         /*
2923          * Block the original owner of &pending until all subsequent callers
2924          * have seen the completion and decremented the refcount
2925          */
2926         wait_var_event(&my_pending.refs, !refcount_read(&my_pending.refs));
2927
2928         /* ARGH */
2929         WARN_ON_ONCE(my_pending.stop_pending);
2930
2931         return 0;
2932 }
2933
2934 /*
2935  * Called with both p->pi_lock and rq->lock held; drops both before returning.
2936  */
2937 static int __set_cpus_allowed_ptr_locked(struct task_struct *p,
2938                                          struct affinity_context *ctx,
2939                                          struct rq *rq,
2940                                          struct rq_flags *rf)
2941         __releases(rq->lock)
2942         __releases(p->pi_lock)
2943 {
2944         const struct cpumask *cpu_allowed_mask = task_cpu_possible_mask(p);
2945         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
2946         bool kthread = p->flags & PF_KTHREAD;
2947         unsigned int dest_cpu;
2948         int ret = 0;
2949
2950         update_rq_clock(rq);
2951
2952         if (kthread || is_migration_disabled(p)) {
2953                 /*
2954                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs,
2955                  * however, during cpu-hot-unplug, even these might get pushed
2956                  * away if not KTHREAD_IS_PER_CPU.
2957                  *
2958                  * Specifically, migration_disabled() tasks must not fail the
2959                  * cpumask_any_and_distribute() pick below, esp. so on
2960                  * SCA_MIGRATE_ENABLE, otherwise we'll not call
2961                  * set_cpus_allowed_common() and actually reset p->cpus_ptr.
2962                  */
2963                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
2964         }
2965
2966         if (!kthread && !cpumask_subset(ctx->new_mask, cpu_allowed_mask)) {
2967                 ret = -EINVAL;
2968                 goto out;
2969         }
2970
2971         /*
2972          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
2973          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
2974          */
2975         if ((ctx->flags & SCA_CHECK) && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
2976                 ret = -EINVAL;
2977                 goto out;
2978         }
2979
2980         if (!(ctx->flags & SCA_MIGRATE_ENABLE)) {
2981                 if (cpumask_equal(&p->cpus_mask, ctx->new_mask)) {
2982                         if (ctx->flags & SCA_USER)
2983                                 swap(p->user_cpus_ptr, ctx->user_mask);
2984                         goto out;
2985                 }
2986
2987                 if (WARN_ON_ONCE(p == current &&
2988                                  is_migration_disabled(p) &&
2989                                  !cpumask_test_cpu(task_cpu(p), ctx->new_mask))) {
2990                         ret = -EBUSY;
2991                         goto out;
2992                 }
2993         }
2994
2995         /*
2996          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
2997          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
2998          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
2999          */
3000         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, ctx->new_mask);
3001         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
3002                 ret = -EINVAL;
3003                 goto out;
3004         }
3005
3006         __do_set_cpus_allowed(p, ctx);
3007
3008         return affine_move_task(rq, p, rf, dest_cpu, ctx->flags);
3009
3010 out:
3011         task_rq_unlock(rq, p, rf);
3012
3013         return ret;
3014 }
3015
3016 /*
3017  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
3018  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
3019  * is removed from the allowed bitmask.
3020  *
3021  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
3022  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
3023  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
3024  */
3025 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3026                                   struct affinity_context *ctx)
3027 {
3028         struct rq_flags rf;
3029         struct rq *rq;
3030
3031         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3032         /*
3033          * Masking should be skipped if SCA_USER or any of the SCA_MIGRATE_*
3034          * flags are set.
3035          */
3036         if (p->user_cpus_ptr &&
3037             !(ctx->flags & (SCA_USER | SCA_MIGRATE_ENABLE | SCA_MIGRATE_DISABLE)) &&
3038             cpumask_and(rq->scratch_mask, ctx->new_mask, p->user_cpus_ptr))
3039                 ctx->new_mask = rq->scratch_mask;
3040
3041         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, ctx, rq, &rf);
3042 }
3043
3044 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
3045 {
3046         struct affinity_context ac = {
3047                 .new_mask  = new_mask,
3048                 .flags     = 0,
3049         };
3050
3051         return __set_cpus_allowed_ptr(p, &ac);
3052 }
3053 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
3054
3055 /*
3056  * Change a given task's CPU affinity to the intersection of its current
3057  * affinity mask and @subset_mask, writing the resulting mask to @new_mask.
3058  * If user_cpus_ptr is defined, use it as the basis for restricting CPU
3059  * affinity or use cpu_online_mask instead.
3060  *
3061  * If the resulting mask is empty, leave the affinity unchanged and return
3062  * -EINVAL.
3063  */
3064 static int restrict_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3065                                      struct cpumask *new_mask,
3066                                      const struct cpumask *subset_mask)
3067 {
3068         struct affinity_context ac = {
3069                 .new_mask  = new_mask,
3070                 .flags     = 0,
3071         };
3072         struct rq_flags rf;
3073         struct rq *rq;
3074         int err;
3075
3076         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3077
3078         /*
3079          * Forcefully restricting the affinity of a deadline task is
3080          * likely to cause problems, so fail and noisily override the
3081          * mask entirely.
3082          */
3083         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
3084                 err = -EPERM;
3085                 goto err_unlock;
3086         }
3087
3088         if (!cpumask_and(new_mask, task_user_cpus(p), subset_mask)) {
3089                 err = -EINVAL;
3090                 goto err_unlock;
3091         }
3092
3093         return __set_cpus_allowed_ptr_locked(p, &ac, rq, &rf);
3094
3095 err_unlock:
3096         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3097         return err;
3098 }
3099
3100 /*
3101  * Restrict the CPU affinity of task @p so that it is a subset of
3102  * task_cpu_possible_mask() and point @p->user_cpus_ptr to a copy of the
3103  * old affinity mask. If the resulting mask is empty, we warn and walk
3104  * up the cpuset hierarchy until we find a suitable mask.
3105  */
3106 void force_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3107 {
3108         cpumask_var_t new_mask;
3109         const struct cpumask *override_mask = task_cpu_possible_mask(p);
3110
3111         alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL);
3112
3113         /*
3114          * __migrate_task() can fail silently in the face of concurrent
3115          * offlining of the chosen destination CPU, so take the hotplug
3116          * lock to ensure that the migration succeeds.
3117          */
3118         cpus_read_lock();
3119         if (!cpumask_available(new_mask))
3120                 goto out_set_mask;
3121
3122         if (!restrict_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, override_mask))
3123                 goto out_free_mask;
3124
3125         /*
3126          * We failed to find a valid subset of the affinity mask for the
3127          * task, so override it based on its cpuset hierarchy.
3128          */
3129         cpuset_cpus_allowed(p, new_mask);
3130         override_mask = new_mask;
3131
3132 out_set_mask:
3133         if (printk_ratelimit()) {
3134                 printk_deferred("Overriding affinity for process %d (%s) to CPUs %*pbl\n",
3135                                 task_pid_nr(p), p->comm,
3136                                 cpumask_pr_args(override_mask));
3137         }
3138
3139         WARN_ON(set_cpus_allowed_ptr(p, override_mask));
3140 out_free_mask:
3141         cpus_read_unlock();
3142         free_cpumask_var(new_mask);
3143 }
3144
3145 static int
3146 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx);
3147
3148 /*
3149  * Restore the affinity of a task @p which was previously restricted by a
3150  * call to force_compatible_cpus_allowed_ptr().
3151  *
3152  * It is the caller's responsibility to serialise this with any calls to
3153  * force_compatible_cpus_allowed_ptr(@p).
3154  */
3155 void relax_compatible_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p)
3156 {
3157         struct affinity_context ac = {
3158                 .new_mask  = task_user_cpus(p),
3159                 .flags     = 0,
3160         };
3161         int ret;
3162
3163         /*
3164          * Try to restore the old affinity mask with __sched_setaffinity().
3165          * Cpuset masking will be done there too.
3166          */
3167         ret = __sched_setaffinity(p, &ac);
3168         WARN_ON_ONCE(ret);
3169 }
3170
3171 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
3172 {
3173 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3174         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
3175
3176         /*
3177          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
3178          * ttwu() will sort out the placement.
3179          */
3180         WARN_ON_ONCE(state != TASK_RUNNING && state != TASK_WAKING && !p->on_rq);
3181
3182         /*
3183          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
3184          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
3185          * time relying on p->on_rq.
3186          */
3187         WARN_ON_ONCE(state == TASK_RUNNING &&
3188                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
3189                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
3190
3191 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
3192         /*
3193          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
3194          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
3195          *
3196          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
3197          * see task_group().
3198          *
3199          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
3200          * task_rq_lock().
3201          */
3202         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
3203                                       lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p)))));
3204 #endif
3205         /*
3206          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
3207          */
3208         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
3209
3210         WARN_ON_ONCE(is_migration_disabled(p));
3211 #endif
3212
3213         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
3214
3215         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
3216                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
3217                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
3218                 p->se.nr_migrations++;
3219                 rseq_migrate(p);
3220                 sched_mm_cid_migrate_from(p);
3221                 perf_event_task_migrate(p);
3222         }
3223
3224         __set_task_cpu(p, new_cpu);
3225 }
3226
3227 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
3228 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
3229 {
3230         if (task_on_rq_queued(p)) {
3231                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
3232                 struct rq_flags srf, drf;
3233
3234                 src_rq = task_rq(p);
3235                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
3236
3237                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
3238                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
3239
3240                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
3241                 set_task_cpu(p, cpu);
3242                 activate_task(dst_rq, p, 0);
3243                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
3244
3245                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
3246                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
3247
3248         } else {
3249                 /*
3250                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
3251                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
3252                  * previous CPU our target instead of where it really is.
3253                  */
3254                 p->wake_cpu = cpu;
3255         }
3256 }
3257
3258 struct migration_swap_arg {
3259         struct task_struct *src_task, *dst_task;
3260         int src_cpu, dst_cpu;
3261 };
3262
3263 static int migrate_swap_stop(void *data)
3264 {
3265         struct migration_swap_arg *arg = data;
3266         struct rq *src_rq, *dst_rq;
3267         int ret = -EAGAIN;
3268
3269         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
3270                 return -EAGAIN;
3271
3272         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
3273         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
3274
3275         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
3276                         &arg->dst_task->pi_lock);
3277         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
3278
3279         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
3280                 goto unlock;
3281
3282         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
3283                 goto unlock;
3284
3285         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
3286                 goto unlock;
3287
3288         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
3289                 goto unlock;
3290
3291         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
3292         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
3293
3294         ret = 0;
3295
3296 unlock:
3297         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
3298         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
3299         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
3300
3301         return ret;
3302 }
3303
3304 /*
3305  * Cross migrate two tasks
3306  */
3307 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
3308                 int target_cpu, int curr_cpu)
3309 {
3310         struct migration_swap_arg arg;
3311         int ret = -EINVAL;
3312
3313         arg = (struct migration_swap_arg){
3314                 .src_task = cur,
3315                 .src_cpu = curr_cpu,
3316                 .dst_task = p,
3317                 .dst_cpu = target_cpu,
3318         };
3319
3320         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
3321                 goto out;
3322
3323         /*
3324          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
3325          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
3326          */
3327         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
3328                 goto out;
3329
3330         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
3331                 goto out;
3332
3333         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
3334                 goto out;
3335
3336         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
3337         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
3338
3339 out:
3340         return ret;
3341 }
3342 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3343
3344 /*
3345  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
3346  *
3347  * Wait for the thread to block in any of the states set in @match_state.
3348  * If it changes, i.e. @p might have woken up, then return zero.  When we
3349  * succeed in waiting for @p to be off its CPU, we return a positive number
3350  * (its total switch count).  If a second call a short while later returns the
3351  * same number, the caller can be sure that @p has remained unscheduled the
3352  * whole time.
3353  *
3354  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
3355  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
3356  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
3357  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
3358  * waiting to become inactive.
3359  */
3360 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, unsigned int match_state)
3361 {
3362         int running, queued;
3363         struct rq_flags rf;
3364         unsigned long ncsw;
3365         struct rq *rq;
3366
3367         for (;;) {
3368                 /*
3369                  * We do the initial early heuristics without holding
3370                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
3371                  * the runqueue lock when things look like they will
3372                  * work out!
3373                  */
3374                 rq = task_rq(p);
3375
3376                 /*
3377                  * If the task is actively running on another CPU
3378                  * still, just relax and busy-wait without holding
3379                  * any locks.
3380                  *
3381                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
3382                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
3383                  * But we don't care, since "task_on_cpu()" will
3384                  * return false if the runqueue has changed and p
3385                  * is actually now running somewhere else!
3386                  */
3387                 while (task_on_cpu(rq, p)) {
3388                         if (!(READ_ONCE(p->__state) & match_state))
3389                                 return 0;
3390                         cpu_relax();
3391                 }
3392
3393                 /*
3394                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
3395                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
3396                  * just go back and repeat.
3397                  */
3398                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
3399                 trace_sched_wait_task(p);
3400                 running = task_on_cpu(rq, p);
3401                 queued = task_on_rq_queued(p);
3402                 ncsw = 0;
3403                 if (READ_ONCE(p->__state) & match_state)
3404                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
3405                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3406
3407                 /*
3408                  * If it changed from the expected state, bail out now.
3409                  */
3410                 if (unlikely(!ncsw))
3411                         break;
3412
3413                 /*
3414                  * Was it really running after all now that we
3415                  * checked with the proper locks actually held?
3416                  *
3417                  * Oops. Go back and try again..
3418                  */
3419                 if (unlikely(running)) {
3420                         cpu_relax();
3421                         continue;
3422                 }
3423
3424                 /*
3425                  * It's not enough that it's not actively running,
3426                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
3427                  * preempted!
3428                  *
3429                  * So if it was still runnable (but just not actively
3430                  * running right now), it's preempted, and we should
3431                  * yield - it could be a while.
3432                  */
3433                 if (unlikely(queued)) {
3434                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
3435
3436                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3437                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
3438                         continue;
3439                 }
3440
3441                 /*
3442                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
3443                  * runnable, which means that it will never become
3444                  * running in the future either. We're all done!
3445                  */
3446                 break;
3447         }
3448
3449         return ncsw;
3450 }
3451
3452 /***
3453  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
3454  * @p: the to-be-kicked thread
3455  *
3456  * Cause a process which is running on another CPU to enter
3457  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
3458  *
3459  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
3460  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
3461  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
3462  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
3463  * achieved as well.
3464  */
3465 void kick_process(struct task_struct *p)
3466 {
3467         int cpu;
3468
3469         preempt_disable();
3470         cpu = task_cpu(p);
3471         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
3472                 smp_send_reschedule(cpu);
3473         preempt_enable();
3474 }
3475 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
3476
3477 /*
3478  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
3479  *
3480  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
3481  *
3482  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
3483  *
3484  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
3485  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
3486  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
3487  *    see it.
3488  *
3489  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
3490  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
3491  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
3492  *    off.
3493  *
3494  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
3495  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
3496  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
3497  * to satisfy the above rules.
3498  */
3499 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
3500 {
3501         int nid = cpu_to_node(cpu);
3502         const struct cpumask *nodemask = NULL;
3503         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
3504         int dest_cpu;
3505
3506         /*
3507          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
3508          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
3509          * select the CPU on the other node.
3510          */
3511         if (nid != -1) {
3512                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
3513
3514                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
3515                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
3516                         if (is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3517                                 return dest_cpu;
3518                 }
3519         }
3520
3521         for (;;) {
3522                 /* Any allowed, online CPU? */
3523                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
3524                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
3525                                 continue;
3526
3527                         goto out;
3528                 }
3529
3530                 /* No more Mr. Nice Guy. */
3531                 switch (state) {
3532                 case cpuset:
3533                         if (cpuset_cpus_allowed_fallback(p)) {
3534                                 state = possible;
3535                                 break;
3536                         }
3537                         fallthrough;
3538                 case possible:
3539                         /*
3540                          * XXX When called from select_task_rq() we only
3541                          * hold p->pi_lock and again violate locking order.
3542                          *
3543                          * More yuck to audit.
3544                          */
3545                         do_set_cpus_allowed(p, task_cpu_possible_mask(p));
3546                         state = fail;
3547                         break;
3548                 case fail:
3549                         BUG();
3550                         break;
3551                 }
3552         }
3553
3554 out:
3555         if (state != cpuset) {
3556                 /*
3557                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
3558                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
3559                  * leave kernel.
3560                  */
3561                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
3562                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
3563                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
3564                 }
3565         }
3566
3567         return dest_cpu;
3568 }
3569
3570 /*
3571  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
3572  */
3573 static inline
3574 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3575 {
3576         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
3577
3578         if (p->nr_cpus_allowed > 1 && !is_migration_disabled(p))
3579                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, wake_flags);
3580         else
3581                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
3582
3583         /*
3584          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
3585          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
3586          * CPU.
3587          *
3588          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
3589          *
3590          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
3591          *   not worry about this generic constraint ]
3592          */
3593         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
3594                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
3595
3596         return cpu;
3597 }
3598
3599 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
3600 {
3601         static struct lock_class_key stop_pi_lock;
3602         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
3603         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
3604
3605         if (stop) {
3606                 /*
3607                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
3608                  * userspace knows about and won't get confused about.
3609                  *
3610                  * Also, it will make PI more or less work without too
3611                  * much confusion -- but then, stop work should not
3612                  * rely on PI working anyway.
3613                  */
3614                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
3615
3616                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
3617
3618                 /*
3619                  * The PI code calls rt_mutex_setprio() with ->pi_lock held to
3620                  * adjust the effective priority of a task. As a result,
3621                  * rt_mutex_setprio() can trigger (RT) balancing operations,
3622                  * which can then trigger wakeups of the stop thread to push
3623                  * around the current task.
3624                  *
3625                  * The stop task itself will never be part of the PI-chain, it
3626                  * never blocks, therefore that ->pi_lock recursion is safe.
3627                  * Tell lockdep about this by placing the stop->pi_lock in its
3628                  * own class.
3629                  */
3630                 lockdep_set_class(&stop->pi_lock, &stop_pi_lock);
3631         }
3632
3633         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
3634
3635         if (old_stop) {
3636                 /*
3637                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
3638                  * it can die in pieces.
3639                  */
3640                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
3641         }
3642 }
3643
3644 #else /* CONFIG_SMP */
3645
3646 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
3647                                          struct affinity_context *ctx)
3648 {
3649         return set_cpus_allowed_ptr(p, ctx->new_mask);
3650 }
3651
3652 static inline void migrate_disable_switch(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
3653
3654 static inline bool rq_has_pinned_tasks(struct rq *rq)
3655 {
3656         return false;
3657 }
3658
3659 static inline cpumask_t *alloc_user_cpus_ptr(int node)
3660 {
3661         return NULL;
3662 }
3663
3664 #endif /* !CONFIG_SMP */
3665
3666 static void
3667 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3668 {
3669         struct rq *rq;
3670
3671         if (!schedstat_enabled())
3672                 return;
3673
3674         rq = this_rq();
3675
3676 #ifdef CONFIG_SMP
3677         if (cpu == rq->cpu) {
3678                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
3679                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_local);
3680         } else {
3681                 struct sched_domain *sd;
3682
3683                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_remote);
3684                 rcu_read_lock();
3685                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
3686                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
3687                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
3688                                 break;
3689                         }
3690                 }
3691                 rcu_read_unlock();
3692         }
3693
3694         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3695                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_migrate);
3696 #endif /* CONFIG_SMP */
3697
3698         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
3699         __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups);
3700
3701         if (wake_flags & WF_SYNC)
3702                 __schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_sync);
3703 }
3704
3705 /*
3706  * Mark the task runnable.
3707  */
3708 static inline void ttwu_do_wakeup(struct task_struct *p)
3709 {
3710         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
3711         trace_sched_wakeup(p);
3712 }
3713
3714 static void
3715 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
3716                  struct rq_flags *rf)
3717 {
3718         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
3719
3720         lockdep_assert_rq_held(rq);
3721
3722         if (p->sched_contributes_to_load)
3723                 rq->nr_uninterruptible--;
3724
3725 #ifdef CONFIG_SMP
3726         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
3727                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
3728         else
3729 #endif
3730         if (p->in_iowait) {
3731                 delayacct_blkio_end(p);
3732                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
3733         }
3734
3735         activate_task(rq, p, en_flags);
3736         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3737
3738         ttwu_do_wakeup(p);
3739
3740 #ifdef CONFIG_SMP
3741         if (p->sched_class->task_woken) {
3742                 /*
3743                  * Our task @p is fully woken up and running; so it's safe to
3744                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
3745                  */
3746                 rq_unpin_lock(rq, rf);
3747                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3748                 rq_repin_lock(rq, rf);
3749         }
3750
3751         if (rq->idle_stamp) {
3752                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
3753                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
3754
3755                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
3756
3757                 if (rq->avg_idle > max)
3758                         rq->avg_idle = max;
3759
3760                 rq->wake_stamp = jiffies;
3761                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle / 2;
3762
3763                 rq->idle_stamp = 0;
3764         }
3765 #endif
3766 }
3767
3768 /*
3769  * Consider @p being inside a wait loop:
3770  *
3771  *   for (;;) {
3772  *      set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
3773  *
3774  *      if (CONDITION)
3775  *         break;
3776  *
3777  *      schedule();
3778  *   }
3779  *   __set_current_state(TASK_RUNNING);
3780  *
3781  * between set_current_state() and schedule(). In this case @p is still
3782  * runnable, so all that needs doing is change p->state back to TASK_RUNNING in
3783  * an atomic manner.
3784  *
3785  * By taking task_rq(p)->lock we serialize against schedule(), if @p->on_rq
3786  * then schedule() must still happen and p->state can be changed to
3787  * TASK_RUNNING. Otherwise we lost the race, schedule() has happened, and we
3788  * need to do a full wakeup with enqueue.
3789  *
3790  * Returns: %true when the wakeup is done,
3791  *          %false otherwise.
3792  */
3793 static int ttwu_runnable(struct task_struct *p, int wake_flags)
3794 {
3795         struct rq_flags rf;
3796         struct rq *rq;
3797         int ret = 0;
3798
3799         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3800         if (task_on_rq_queued(p)) {
3801                 if (!task_on_cpu(rq, p)) {
3802                         /*
3803                          * When on_rq && !on_cpu the task is preempted, see if
3804                          * it should preempt the task that is current now.
3805                          */
3806                         update_rq_clock(rq);
3807                         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
3808                 }
3809                 ttwu_do_wakeup(p);
3810                 ret = 1;
3811         }
3812         __task_rq_unlock(rq, &rf);
3813
3814         return ret;
3815 }
3816
3817 #ifdef CONFIG_SMP
3818 void sched_ttwu_pending(void *arg)
3819 {
3820         struct llist_node *llist = arg;
3821         struct rq *rq = this_rq();
3822         struct task_struct *p, *t;
3823         struct rq_flags rf;
3824
3825         if (!llist)
3826                 return;
3827
3828         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3829         update_rq_clock(rq);
3830
3831         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry.llist) {
3832                 if (WARN_ON_ONCE(p->on_cpu))
3833                         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
3834
3835                 if (WARN_ON_ONCE(task_cpu(p) != cpu_of(rq)))
3836                         set_task_cpu(p, cpu_of(rq));
3837
3838                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
3839         }
3840
3841         /*
3842          * Must be after enqueueing at least once task such that
3843          * idle_cpu() does not observe a false-negative -- if it does,
3844          * it is possible for select_idle_siblings() to stack a number
3845          * of tasks on this CPU during that window.
3846          *
3847          * It is ok to clear ttwu_pending when another task pending.
3848          * We will receive IPI after local irq enabled and then enqueue it.
3849          * Since now nr_running > 0, idle_cpu() will always get correct result.
3850          */
3851         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
3852         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3853 }
3854
3855 /*
3856  * Prepare the scene for sending an IPI for a remote smp_call
3857  *
3858  * Returns true if the caller can proceed with sending the IPI.
3859  * Returns false otherwise.
3860  */
3861 bool call_function_single_prep_ipi(int cpu)
3862 {
3863         if (set_nr_if_polling(cpu_rq(cpu)->idle)) {
3864                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
3865                 return false;
3866         }
3867
3868         return true;
3869 }
3870
3871 /*
3872  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
3873  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
3874  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
3875  * of the wakeup instead of the waker.
3876  */
3877 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3878 {
3879         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3880
3881         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
3882
3883         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
3884         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry.llist);
3885 }
3886
3887 void wake_up_if_idle(int cpu)
3888 {
3889         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3890         struct rq_flags rf;
3891
3892         rcu_read_lock();
3893
3894         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
3895                 goto out;
3896
3897         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
3898         if (is_idle_task(rq->curr))
3899                 resched_curr(rq);
3900         /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
3901         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
3902
3903 out:
3904         rcu_read_unlock();
3905 }
3906
3907 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
3908 {
3909         if (this_cpu == that_cpu)
3910                 return true;
3911
3912         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
3913 }
3914
3915 static inline bool ttwu_queue_cond(struct task_struct *p, int cpu)
3916 {
3917         /*
3918          * Do not complicate things with the async wake_list while the CPU is
3919          * in hotplug state.
3920          */
3921         if (!cpu_active(cpu))
3922                 return false;
3923
3924         /* Ensure the task will still be allowed to run on the CPU. */
3925         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
3926                 return false;
3927
3928         /*
3929          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
3930          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
3931          */
3932         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
3933                 return true;
3934
3935         if (cpu == smp_processor_id())
3936                 return false;
3937
3938         /*
3939          * If the wakee cpu is idle, or the task is descheduling and the
3940          * only running task on the CPU, then use the wakelist to offload
3941          * the task activation to the idle (or soon-to-be-idle) CPU as
3942          * the current CPU is likely busy. nr_running is checked to
3943          * avoid unnecessary task stacking.
3944          *
3945          * Note that we can only get here with (wakee) p->on_rq=0,
3946          * p->on_cpu can be whatever, we've done the dequeue, so
3947          * the wakee has been accounted out of ->nr_running.
3948          */
3949         if (!cpu_rq(cpu)->nr_running)
3950                 return true;
3951
3952         return false;
3953 }
3954
3955 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3956 {
3957         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(p, cpu)) {
3958                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
3959                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
3960                 return true;
3961         }
3962
3963         return false;
3964 }
3965
3966 #else /* !CONFIG_SMP */
3967
3968 static inline bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3969 {
3970         return false;
3971 }
3972
3973 #endif /* CONFIG_SMP */
3974
3975 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
3976 {
3977         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3978         struct rq_flags rf;
3979
3980         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
3981                 return;
3982
3983         rq_lock(rq, &rf);
3984         update_rq_clock(rq);
3985         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
3986         rq_unlock(rq, &rf);
3987 }
3988
3989 /*
3990  * Invoked from try_to_wake_up() to check whether the task can be woken up.
3991  *
3992  * The caller holds p::pi_lock if p != current or has preemption
3993  * disabled when p == current.
3994  *
3995  * The rules of PREEMPT_RT saved_state:
3996  *
3997  *   The related locking code always holds p::pi_lock when updating
3998  *   p::saved_state, which means the code is fully serialized in both cases.
3999  *
4000  *   The lock wait and lock wakeups happen via TASK_RTLOCK_WAIT. No other
4001  *   bits set. This allows to distinguish all wakeup scenarios.
4002  */
4003 static __always_inline
4004 bool ttwu_state_match(struct task_struct *p, unsigned int state, int *success)
4005 {
4006         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)) {
4007                 WARN_ON_ONCE((state & TASK_RTLOCK_WAIT) &&
4008                              state != TASK_RTLOCK_WAIT);
4009         }
4010
4011         if (READ_ONCE(p->__state) & state) {
4012                 *success = 1;
4013                 return true;
4014         }
4015
4016 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
4017         /*
4018          * Saved state preserves the task state across blocking on
4019          * an RT lock.  If the state matches, set p::saved_state to
4020          * TASK_RUNNING, but do not wake the task because it waits
4021          * for a lock wakeup. Also indicate success because from
4022          * the regular waker's point of view this has succeeded.
4023          *
4024          * After acquiring the lock the task will restore p::__state
4025          * from p::saved_state which ensures that the regular
4026          * wakeup is not lost. The restore will also set
4027          * p::saved_state to TASK_RUNNING so any further tests will
4028          * not result in false positives vs. @success
4029          */
4030         if (p->saved_state & state) {
4031                 p->saved_state = TASK_RUNNING;
4032                 *success = 1;
4033         }
4034 #endif
4035         return false;
4036 }
4037
4038 /*
4039  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
4040  *
4041  *  MIGRATION
4042  *
4043  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
4044  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
4045  * execution on its new CPU [c1].
4046  *
4047  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
4048  *
4049  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
4050  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
4051  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
4052  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
4053  *
4054  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
4055  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
4056  *
4057  * Example:
4058  *
4059  *   CPU0            CPU1            CPU2
4060  *
4061  *   LOCK rq(0)->lock
4062  *   sched-out X
4063  *   sched-in Y
4064  *   UNLOCK rq(0)->lock
4065  *
4066  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
4067  *                                   dequeue X
4068  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
4069  *
4070  *                                   LOCK rq(1)->lock
4071  *                                   enqueue X
4072  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
4073  *
4074  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
4075  *                   sched-out Z
4076  *                   sched-in X
4077  *                   UNLOCK rq(1)->lock
4078  *
4079  *
4080  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
4081  *
4082  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
4083  * migration. However the means are completely different as there is no lock
4084  * chain to provide order. Instead we do:
4085  *
4086  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)   -- finish_task()
4087  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu) -- try_to_wake_up()
4088  *
4089  * Example:
4090  *
4091  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
4092  *
4093  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
4094  *   dequeue X
4095  *   sched-out X
4096  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
4097  *
4098  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
4099  *                    X->state = WAKING
4100  *                    set_task_cpu(X,2)
4101  *
4102  *                    LOCK rq(2)->lock
4103  *                    enqueue X
4104  *                    X->state = RUNNING
4105  *                    UNLOCK rq(2)->lock
4106  *
4107  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
4108  *                                          sched-out Z
4109  *                                          sched-in X
4110  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
4111  *
4112  *                    UNLOCK X->pi_lock
4113  *   UNLOCK rq(0)->lock
4114  *
4115  *
4116  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
4117  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
4118  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
4119  */
4120
4121 /**
4122  * try_to_wake_up - wake up a thread
4123  * @p: the thread to be awakened
4124  * @state: the mask of task states that can be woken
4125  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
4126  *
4127  * Conceptually does:
4128  *
4129  *   If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
4130  *
4131  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
4132  *
4133  * This function is atomic against schedule() which would dequeue the task.
4134  *
4135  * It issues a full memory barrier before accessing @p->state, see the comment
4136  * with set_current_state().
4137  *
4138  * Uses p->pi_lock to serialize against concurrent wake-ups.
4139  *
4140  * Relies on p->pi_lock stabilizing:
4141  *  - p->sched_class
4142  *  - p->cpus_ptr
4143  *  - p->sched_task_group
4144  * in order to do migration, see its use of select_task_rq()/set_task_cpu().
4145  *
4146  * Tries really hard to only take one task_rq(p)->lock for performance.
4147  * Takes rq->lock in:
4148  *  - ttwu_runnable()    -- old rq, unavoidable, see comment there;
4149  *  - ttwu_queue()       -- new rq, for enqueue of the task;
4150  *  - psi_ttwu_dequeue() -- much sadness :-( accounting will kill us.
4151  *
4152  * As a consequence we race really badly with just about everything. See the
4153  * many memory barriers and their comments for details.
4154  *
4155  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
4156  *         %false otherwise.
4157  */
4158 static int
4159 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
4160 {
4161         unsigned long flags;
4162         int cpu, success = 0;
4163
4164         preempt_disable();
4165         if (p == current) {
4166                 /*
4167                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
4168                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
4169                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_runnable()' case below
4170                  * without taking any locks.
4171                  *
4172                  * In particular:
4173                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
4174                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
4175                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
4176                  */
4177                 if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4178                         goto out;
4179
4180                 trace_sched_waking(p);
4181                 ttwu_do_wakeup(p);
4182                 goto out;
4183         }
4184
4185         /*
4186          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
4187          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
4188          * reordered with p->state check below. This pairs with smp_store_mb()
4189          * in set_current_state() that the waiting thread does.
4190          */
4191         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4192         smp_mb__after_spinlock();
4193         if (!ttwu_state_match(p, state, &success))
4194                 goto unlock;
4195
4196         trace_sched_waking(p);
4197
4198         /*
4199          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
4200          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
4201          * in smp_cond_load_acquire() below.
4202          *
4203          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
4204          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
4205          *   UNLOCK rq->lock
4206          *
4207          * __schedule() (switch to task 'p')
4208          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4209          *   smp_mb__after_spinlock();
4210          *   UNLOCK rq->lock
4211          *
4212          * [task p]
4213          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
4214          *
4215          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4216          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4217          *
4218          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
4219          */
4220         smp_rmb();
4221         if (READ_ONCE(p->on_rq) && ttwu_runnable(p, wake_flags))
4222                 goto unlock;
4223
4224 #ifdef CONFIG_SMP
4225         /*
4226          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
4227          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
4228          *
4229          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
4230          * from the runqueue.
4231          *
4232          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
4233          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
4234          *   UNLOCK rq->lock
4235          *
4236          * __schedule() (put 'p' to sleep)
4237          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
4238          *   smp_mb__after_spinlock();
4239          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
4240          *
4241          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
4242          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
4243          *
4244          * Form a control-dep-acquire with p->on_rq == 0 above, to ensure
4245          * schedule()'s deactivate_task() has 'happened' and p will no longer
4246          * care about it's own p->state. See the comment in __schedule().
4247          */
4248         smp_acquire__after_ctrl_dep();
4249
4250         /*
4251          * We're doing the wakeup (@success == 1), they did a dequeue (p->on_rq
4252          * == 0), which means we need to do an enqueue, change p->state to
4253          * TASK_WAKING such that we can unlock p->pi_lock before doing the
4254          * enqueue, such as ttwu_queue_wakelist().
4255          */
4256         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_WAKING);
4257
4258         /*
4259          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4260          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
4261          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
4262          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
4263          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
4264          *
4265          * Ensure we load task_cpu(p) after p->on_cpu:
4266          *
4267          * set_task_cpu(p, cpu);
4268          *   STORE p->cpu = @cpu
4269          * __schedule() (switch to task 'p')
4270          *   LOCK rq->lock
4271          *   smp_mb__after_spin_lock()          smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu)
4272          *   STORE p->on_cpu = 1                LOAD p->cpu
4273          *
4274          * to ensure we observe the correct CPU on which the task is currently
4275          * scheduling.
4276          */
4277         if (smp_load_acquire(&p->on_cpu) &&
4278             ttwu_queue_wakelist(p, task_cpu(p), wake_flags))
4279                 goto unlock;
4280
4281         /*
4282          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
4283          * this task as prev, wait until it's done referencing the task.
4284          *
4285          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
4286          *
4287          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
4288          * their previous state and preserve Program Order.
4289          */
4290         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4291
4292         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, wake_flags | WF_TTWU);
4293         if (task_cpu(p) != cpu) {
4294                 if (p->in_iowait) {
4295                         delayacct_blkio_end(p);
4296                         atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
4297                 }
4298
4299                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
4300                 psi_ttwu_dequeue(p);
4301                 set_task_cpu(p, cpu);
4302         }
4303 #else
4304         cpu = task_cpu(p);
4305 #endif /* CONFIG_SMP */
4306
4307         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
4308 unlock:
4309         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4310 out:
4311         if (success)
4312                 ttwu_stat(p, task_cpu(p), wake_flags);
4313         preempt_enable();
4314
4315         return success;
4316 }
4317
4318 static bool __task_needs_rq_lock(struct task_struct *p)
4319 {
4320         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
4321
4322         /*
4323          * Since pi->lock blocks try_to_wake_up(), we don't need rq->lock when
4324          * the task is blocked. Make sure to check @state since ttwu() can drop
4325          * locks at the end, see ttwu_queue_wakelist().
4326          */
4327         if (state == TASK_RUNNING || state == TASK_WAKING)
4328                 return true;
4329
4330         /*
4331          * Ensure we load p->on_rq after p->__state, otherwise it would be
4332          * possible to, falsely, observe p->on_rq == 0.
4333          *
4334          * See try_to_wake_up() for a longer comment.
4335          */
4336         smp_rmb();
4337         if (p->on_rq)
4338                 return true;
4339
4340 #ifdef CONFIG_SMP
4341         /*
4342          * Ensure the task has finished __schedule() and will not be referenced
4343          * anymore. Again, see try_to_wake_up() for a longer comment.
4344          */
4345         smp_rmb();
4346         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
4347 #endif
4348
4349         return false;
4350 }
4351
4352 /**
4353  * task_call_func - Invoke a function on task in fixed state
4354  * @p: Process for which the function is to be invoked, can be @current.
4355  * @func: Function to invoke.
4356  * @arg: Argument to function.
4357  *
4358  * Fix the task in it's current state by avoiding wakeups and or rq operations
4359  * and call @func(@arg) on it.  This function can use ->on_rq and task_curr()
4360  * to work out what the state is, if required.  Given that @func can be invoked
4361  * with a runqueue lock held, it had better be quite lightweight.
4362  *
4363  * Returns:
4364  *   Whatever @func returns
4365  */
4366 int task_call_func(struct task_struct *p, task_call_f func, void *arg)
4367 {
4368         struct rq *rq = NULL;
4369         struct rq_flags rf;
4370         int ret;
4371
4372         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4373
4374         if (__task_needs_rq_lock(p))
4375                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4376
4377         /*
4378          * At this point the task is pinned; either:
4379          *  - blocked and we're holding off wakeups      (pi->lock)
4380          *  - woken, and we're holding off enqueue       (rq->lock)
4381          *  - queued, and we're holding off schedule     (rq->lock)
4382          *  - running, and we're holding off de-schedule (rq->lock)
4383          *
4384          * The called function (@func) can use: task_curr(), p->on_rq and
4385          * p->__state to differentiate between these states.
4386          */
4387         ret = func(p, arg);
4388
4389         if (rq)
4390                 rq_unlock(rq, &rf);
4391
4392         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf.flags);
4393         return ret;
4394 }
4395
4396 /**
4397  * cpu_curr_snapshot - Return a snapshot of the currently running task
4398  * @cpu: The CPU on which to snapshot the task.
4399  *
4400  * Returns the task_struct pointer of the task "currently" running on
4401  * the specified CPU.  If the same task is running on that CPU throughout,
4402  * the return value will be a pointer to that task's task_struct structure.
4403  * If the CPU did any context switches even vaguely concurrently with the
4404  * execution of this function, the return value will be a pointer to the
4405  * task_struct structure of a randomly chosen task that was running on
4406  * that CPU somewhere around the time that this function was executing.
4407  *
4408  * If the specified CPU was offline, the return value is whatever it
4409  * is, perhaps a pointer to the task_struct structure of that CPU's idle
4410  * task, but there is no guarantee.  Callers wishing a useful return
4411  * value must take some action to ensure that the specified CPU remains
4412  * online throughout.
4413  *
4414  * This function executes full memory barriers before and after fetching
4415  * the pointer, which permits the caller to confine this function's fetch
4416  * with respect to the caller's accesses to other shared variables.
4417  */
4418 struct task_struct *cpu_curr_snapshot(int cpu)
4419 {
4420         struct task_struct *t;
4421
4422         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4423         t = rcu_dereference(cpu_curr(cpu));
4424         smp_mb(); /* Pairing determined by caller's synchronization design. */
4425         return t;
4426 }
4427
4428 /**
4429  * wake_up_process - Wake up a specific process
4430  * @p: The process to be woken up.
4431  *
4432  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
4433  * processes.
4434  *
4435  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
4436  *
4437  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
4438  */
4439 int wake_up_process(struct task_struct *p)
4440 {
4441         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
4442 }
4443 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
4444
4445 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
4446 {
4447         return try_to_wake_up(p, state, 0);
4448 }
4449
4450 /*
4451  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
4452  * p is forked by current.
4453  *
4454  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
4455  */
4456 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4457 {
4458         p->on_rq                        = 0;
4459
4460         p->se.on_rq                     = 0;
4461         p->se.exec_start                = 0;
4462         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
4463         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
4464         p->se.nr_migrations             = 0;
4465         p->se.vruntime                  = 0;
4466         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
4467
4468 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
4469         p->se.cfs_rq                    = NULL;
4470 #endif
4471
4472 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4473         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
4474         memset(&p->stats, 0, sizeof(p->stats));
4475 #endif
4476
4477         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
4478         init_dl_task_timer(&p->dl);
4479         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
4480         __dl_clear_params(p);
4481
4482         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
4483         p->rt.timeout           = 0;
4484         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
4485         p->rt.on_rq             = 0;
4486         p->rt.on_list           = 0;
4487
4488 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4489         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
4490 #endif
4491
4492 #ifdef CONFIG_COMPACTION
4493         p->capture_control = NULL;
4494 #endif
4495         init_numa_balancing(clone_flags, p);
4496 #ifdef CONFIG_SMP
4497         p->wake_entry.u_flags = CSD_TYPE_TTWU;
4498         p->migration_pending = NULL;
4499 #endif
4500         init_sched_mm_cid(p);
4501 }
4502
4503 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
4504
4505 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4506
4507 int sysctl_numa_balancing_mode;
4508
4509 static void __set_numabalancing_state(bool enabled)
4510 {
4511         if (enabled)
4512                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
4513         else
4514                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
4515 }
4516
4517 void set_numabalancing_state(bool enabled)
4518 {
4519         if (enabled)
4520                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_NORMAL;
4521         else
4522                 sysctl_numa_balancing_mode = NUMA_BALANCING_DISABLED;
4523         __set_numabalancing_state(enabled);
4524 }
4525
4526 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4527 static void reset_memory_tiering(void)
4528 {
4529         struct pglist_data *pgdat;
4530
4531         for_each_online_pgdat(pgdat) {
4532                 pgdat->nbp_threshold = 0;
4533                 pgdat->nbp_th_nr_cand = node_page_state(pgdat, PGPROMOTE_CANDIDATE);
4534                 pgdat->nbp_th_start = jiffies_to_msecs(jiffies);
4535         }
4536 }
4537
4538 static int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
4539                           void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
4540 {
4541         struct ctl_table t;
4542         int err;
4543         int state = sysctl_numa_balancing_mode;
4544
4545         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4546                 return -EPERM;
4547
4548         t = *table;
4549         t.data = &state;
4550         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4551         if (err < 0)
4552                 return err;
4553         if (write) {
4554                 if (!(sysctl_numa_balancing_mode & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING) &&
4555                     (state & NUMA_BALANCING_MEMORY_TIERING))
4556                         reset_memory_tiering();
4557                 sysctl_numa_balancing_mode = state;
4558                 __set_numabalancing_state(state);
4559         }
4560         return err;
4561 }
4562 #endif
4563 #endif
4564
4565 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4566
4567 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
4568
4569 static void set_schedstats(bool enabled)
4570 {
4571         if (enabled)
4572                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4573         else
4574                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
4575 }
4576
4577 void force_schedstat_enabled(void)
4578 {
4579         if (!schedstat_enabled()) {
4580                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
4581                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
4582         }
4583 }
4584
4585 static int __init setup_schedstats(char *str)
4586 {
4587         int ret = 0;
4588         if (!str)
4589                 goto out;
4590
4591         if (!strcmp(str, "enable")) {
4592                 set_schedstats(true);
4593                 ret = 1;
4594         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
4595                 set_schedstats(false);
4596                 ret = 1;
4597         }
4598 out:
4599         if (!ret)
4600                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
4601
4602         return ret;
4603 }
4604 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
4605
4606 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
4607 static int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write, void *buffer,
4608                 size_t *lenp, loff_t *ppos)
4609 {
4610         struct ctl_table t;
4611         int err;
4612         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
4613
4614         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
4615                 return -EPERM;
4616
4617         t = *table;
4618         t.data = &state;
4619         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
4620         if (err < 0)
4621                 return err;
4622         if (write)
4623                 set_schedstats(state);
4624         return err;
4625 }
4626 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
4627 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4628
4629 #ifdef CONFIG_SYSCTL
4630 static struct ctl_table sched_core_sysctls[] = {
4631 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4632         {
4633                 .procname       = "sched_schedstats",
4634                 .data           = NULL,
4635                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4636                 .mode           = 0644,
4637                 .proc_handler   = sysctl_schedstats,
4638                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4639                 .extra2         = SYSCTL_ONE,
4640         },
4641 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
4642 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4643         {
4644                 .procname       = "sched_util_clamp_min",
4645                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min,
4646                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4647                 .mode           = 0644,
4648                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4649         },
4650         {
4651                 .procname       = "sched_util_clamp_max",
4652                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_max,
4653                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4654                 .mode           = 0644,
4655                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4656         },
4657         {
4658                 .procname       = "sched_util_clamp_min_rt_default",
4659                 .data           = &sysctl_sched_uclamp_util_min_rt_default,
4660                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4661                 .mode           = 0644,
4662                 .proc_handler   = sysctl_sched_uclamp_handler,
4663         },
4664 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
4665 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
4666         {
4667                 .procname       = "numa_balancing",
4668                 .data           = NULL, /* filled in by handler */
4669                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
4670                 .mode           = 0644,
4671                 .proc_handler   = sysctl_numa_balancing,
4672                 .extra1         = SYSCTL_ZERO,
4673                 .extra2         = SYSCTL_FOUR,
4674         },
4675 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
4676         {}
4677 };
4678 static int __init sched_core_sysctl_init(void)
4679 {
4680         register_sysctl_init("kernel", sched_core_sysctls);
4681         return 0;
4682 }
4683 late_initcall(sched_core_sysctl_init);
4684 #endif /* CONFIG_SYSCTL */
4685
4686 /*
4687  * fork()/clone()-time setup:
4688  */
4689 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
4690 {
4691         __sched_fork(clone_flags, p);
4692         /*
4693          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
4694          * nobody will actually run it, and a signal or other external
4695          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
4696          */
4697         p->__state = TASK_NEW;
4698
4699         /*
4700          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
4701          */
4702         p->prio = current->normal_prio;
4703
4704         uclamp_fork(p);
4705
4706         /*
4707          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
4708          */
4709         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
4710                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4711                         p->policy = SCHED_NORMAL;
4712                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4713                         p->rt_priority = 0;
4714                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
4715                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
4716
4717                 p->prio = p->normal_prio = p->static_prio;
4718                 set_load_weight(p, false);
4719
4720                 /*
4721                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
4722                  * fulfilled its duty:
4723                  */
4724                 p->sched_reset_on_fork = 0;
4725         }
4726
4727         if (dl_prio(p->prio))
4728                 return -EAGAIN;
4729         else if (rt_prio(p->prio))
4730                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4731         else
4732                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4733
4734         init_entity_runnable_average(&p->se);
4735
4736
4737 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
4738         if (likely(sched_info_on()))
4739                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
4740 #endif
4741 #if defined(CONFIG_SMP)
4742         p->on_cpu = 0;
4743 #endif
4744         init_task_preempt_count(p);
4745 #ifdef CONFIG_SMP
4746         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
4747         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
4748 #endif
4749         return 0;
4750 }
4751
4752 void sched_cgroup_fork(struct task_struct *p, struct kernel_clone_args *kargs)
4753 {
4754         unsigned long flags;
4755
4756         /*
4757          * Because we're not yet on the pid-hash, p->pi_lock isn't strictly
4758          * required yet, but lockdep gets upset if rules are violated.
4759          */
4760         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
4761 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
4762         if (1) {
4763                 struct task_group *tg;
4764                 tg = container_of(kargs->cset->subsys[cpu_cgrp_id],
4765                                   struct task_group, css);
4766                 tg = autogroup_task_group(p, tg);
4767                 p->sched_task_group = tg;
4768         }
4769 #endif
4770         rseq_migrate(p);
4771         /*
4772          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
4773          * so use __set_task_cpu().
4774          */
4775         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
4776         if (p->sched_class->task_fork)
4777                 p->sched_class->task_fork(p);
4778         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
4779 }
4780
4781 void sched_post_fork(struct task_struct *p)
4782 {
4783         uclamp_post_fork(p);
4784 }
4785
4786 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
4787 {
4788         if (runtime == RUNTIME_INF)
4789                 return BW_UNIT;
4790
4791         /*
4792          * Doing this here saves a lot of checks in all
4793          * the calling paths, and returning zero seems
4794          * safe for them anyway.
4795          */
4796         if (period == 0)
4797                 return 0;
4798
4799         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
4800 }
4801
4802 /*
4803  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
4804  *
4805  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
4806  * that must be done for every newly created context, then puts the task
4807  * on the runqueue and wakes it.
4808  */
4809 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
4810 {
4811         struct rq_flags rf;
4812         struct rq *rq;
4813
4814         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
4815         WRITE_ONCE(p->__state, TASK_RUNNING);
4816 #ifdef CONFIG_SMP
4817         /*
4818          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
4819          *  - cpus_ptr can change in the fork path
4820          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
4821          *
4822          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
4823          * as we're not fully set-up yet.
4824          */
4825         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
4826         rseq_migrate(p);
4827         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_FORK));
4828 #endif
4829         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4830         update_rq_clock(rq);
4831         post_init_entity_util_avg(p);
4832
4833         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
4834         trace_sched_wakeup_new(p);
4835         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
4836 #ifdef CONFIG_SMP
4837         if (p->sched_class->task_woken) {
4838                 /*
4839                  * Nothing relies on rq->lock after this, so it's fine to
4840                  * drop it.
4841                  */
4842                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
4843                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
4844                 rq_repin_lock(rq, &rf);
4845         }
4846 #endif
4847         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4848 }
4849
4850 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
4851
4852 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
4853
4854 void preempt_notifier_inc(void)
4855 {
4856         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
4857 }
4858 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
4859
4860 void preempt_notifier_dec(void)
4861 {
4862         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
4863 }
4864 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
4865
4866 /**
4867  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
4868  * @notifier: notifier struct to register
4869  */
4870 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
4871 {
4872         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4873                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
4874
4875         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
4876 }
4877 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
4878
4879 /**
4880  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
4881  * @notifier: notifier struct to unregister
4882  *
4883  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
4884  */
4885 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
4886 {
4887         hlist_del(&notifier->link);
4888 }
4889 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
4890
4891 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4892 {
4893         struct preempt_notifier *notifier;
4894
4895         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4896                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
4897 }
4898
4899 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4900 {
4901         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4902                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
4903 }
4904
4905 static void
4906 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4907                                    struct task_struct *next)
4908 {
4909         struct preempt_notifier *notifier;
4910
4911         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
4912                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
4913 }
4914
4915 static __always_inline void
4916 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4917                                  struct task_struct *next)
4918 {
4919         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
4920                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
4921 }
4922
4923 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4924
4925 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
4926 {
4927 }
4928
4929 static inline void
4930 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
4931                                  struct task_struct *next)
4932 {
4933 }
4934
4935 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
4936
4937 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
4938 {
4939 #ifdef CONFIG_SMP
4940         /*
4941          * Claim the task as running, we do this before switching to it
4942          * such that any running task will have this set.
4943          *
4944          * See the smp_load_acquire(&p->on_cpu) case in ttwu() and
4945          * its ordering comment.
4946          */
4947         WRITE_ONCE(next->on_cpu, 1);
4948 #endif
4949 }
4950
4951 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
4952 {
4953 #ifdef CONFIG_SMP
4954         /*
4955          * This must be the very last reference to @prev from this CPU. After
4956          * p->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU. We
4957          * must ensure this doesn't happen until the switch is completely
4958          * finished.
4959          *
4960          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
4961          * happen before this.
4962          *
4963          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
4964          */
4965         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
4966 #endif
4967 }
4968
4969 #ifdef CONFIG_SMP
4970
4971 static void do_balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
4972 {
4973         void (*func)(struct rq *rq);
4974         struct balance_callback *next;
4975
4976         lockdep_assert_rq_held(rq);
4977
4978         while (head) {
4979                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
4980                 next = head->next;
4981                 head->next = NULL;
4982                 head = next;
4983
4984                 func(rq);
4985         }
4986 }
4987
4988 static void balance_push(struct rq *rq);
4989
4990 /*
4991  * balance_push_callback is a right abuse of the callback interface and plays
4992  * by significantly different rules.
4993  *
4994  * Where the normal balance_callback's purpose is to be ran in the same context
4995  * that queued it (only later, when it's safe to drop rq->lock again),
4996  * balance_push_callback is specifically targeted at __schedule().
4997  *
4998  * This abuse is tolerated because it places all the unlikely/odd cases behind
4999  * a single test, namely: rq->balance_callback == NULL.
5000  */
5001 struct balance_callback balance_push_callback = {
5002         .next = NULL,
5003         .func = balance_push,
5004 };
5005
5006 static inline struct balance_callback *
5007 __splice_balance_callbacks(struct rq *rq, bool split)
5008 {
5009         struct balance_callback *head = rq->balance_callback;
5010
5011         if (likely(!head))
5012                 return NULL;
5013
5014         lockdep_assert_rq_held(rq);
5015         /*
5016          * Must not take balance_push_callback off the list when
5017          * splice_balance_callbacks() and balance_callbacks() are not
5018          * in the same rq->lock section.
5019          *
5020          * In that case it would be possible for __schedule() to interleave
5021          * and observe the list empty.
5022          */
5023         if (split && head == &balance_push_callback)
5024                 head = NULL;
5025         else
5026                 rq->balance_callback = NULL;
5027
5028         return head;
5029 }
5030
5031 static inline struct balance_callback *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
5032 {
5033         return __splice_balance_callbacks(rq, true);
5034 }
5035
5036 static void __balance_callbacks(struct rq *rq)
5037 {
5038         do_balance_callbacks(rq, __splice_balance_callbacks(rq, false));
5039 }
5040
5041 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
5042 {
5043         unsigned long flags;
5044
5045         if (unlikely(head)) {
5046                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
5047                 do_balance_callbacks(rq, head);
5048                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
5049         }
5050 }
5051
5052 #else
5053
5054 static inline void __balance_callbacks(struct rq *rq)
5055 {
5056 }
5057
5058 static inline struct balance_callback *splice_balance_callbacks(struct rq *rq)
5059 {
5060         return NULL;
5061 }
5062
5063 static inline void balance_callbacks(struct rq *rq, struct balance_callback *head)
5064 {
5065 }
5066
5067 #endif
5068
5069 static inline void
5070 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5071 {
5072         /*
5073          * Since the runqueue lock will be released by the next
5074          * task (which is an invalid locking op but in the case
5075          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
5076          * do an early lockdep release here:
5077          */
5078         rq_unpin_lock(rq, rf);
5079         spin_release(&__rq_lockp(rq)->dep_map, _THIS_IP_);
5080 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
5081         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
5082         rq_lockp(rq)->owner = next;
5083 #endif
5084 }
5085
5086 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
5087 {
5088         /*
5089          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
5090          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
5091          * prev into current:
5092          */
5093         spin_acquire(&__rq_lockp(rq)->dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
5094         __balance_callbacks(rq);
5095         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
5096 }
5097
5098 /*
5099  * NOP if the arch has not defined these:
5100  */
5101
5102 #ifndef prepare_arch_switch
5103 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
5104 #endif
5105
5106 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
5107 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
5108 #endif
5109
5110 static inline void kmap_local_sched_out(void)
5111 {
5112 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
5113         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
5114                 __kmap_local_sched_out();
5115 #endif
5116 }
5117
5118 static inline void kmap_local_sched_in(void)
5119 {
5120 #ifdef CONFIG_KMAP_LOCAL
5121         if (unlikely(current->kmap_ctrl.idx))
5122                 __kmap_local_sched_in();
5123 #endif
5124 }
5125
5126 /**
5127  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
5128  * @rq: the runqueue preparing to switch
5129  * @prev: the current task that is being switched out
5130  * @next: the task we are going to switch to.
5131  *
5132  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
5133  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
5134  * switch.
5135  *
5136  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
5137  * hooks.
5138  */
5139 static inline void
5140 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5141                     struct task_struct *next)
5142 {
5143         kcov_prepare_switch(prev);
5144         sched_info_switch(rq, prev, next);
5145         perf_event_task_sched_out(prev, next);
5146         rseq_preempt(prev);
5147         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
5148         kmap_local_sched_out();
5149         prepare_task(next);
5150         prepare_arch_switch(next);
5151 }
5152
5153 /**
5154  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
5155  * @prev: the thread we just switched away from.
5156  *
5157  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
5158  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
5159  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
5160  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
5161  *
5162  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
5163  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
5164  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
5165  * details.)
5166  *
5167  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
5168  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
5169  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
5170  * because prev may have moved to another CPU.
5171  */
5172 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
5173         __releases(rq->lock)
5174 {
5175         struct rq *rq = this_rq();
5176         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
5177         unsigned int prev_state;
5178
5179         /*
5180          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
5181          * because it left us after:
5182          *
5183          *      schedule()
5184          *        preempt_disable();                    // 1
5185          *        __schedule()
5186          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
5187          *
5188          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
5189          */
5190         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
5191                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
5192                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
5193                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
5194
5195         rq->prev_mm = NULL;
5196
5197         /*
5198          * A task struct has one reference for the use as "current".
5199          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
5200          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
5201          * the scheduled task must drop that reference.
5202          *
5203          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
5204          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
5205          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
5206          * transition, resulting in a double drop.
5207          */
5208         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
5209         vtime_task_switch(prev);
5210         perf_event_task_sched_in(prev, current);
5211         finish_task(prev);
5212         tick_nohz_task_switch();
5213         finish_lock_switch(rq);
5214         finish_arch_post_lock_switch();
5215         kcov_finish_switch(current);
5216         /*
5217          * kmap_local_sched_out() is invoked with rq::lock held and
5218          * interrupts disabled. There is no requirement for that, but the
5219          * sched out code does not have an interrupt enabled section.
5220          * Restoring the maps on sched in does not require interrupts being
5221          * disabled either.
5222          */
5223         kmap_local_sched_in();
5224
5225         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
5226         /*
5227          * When switching through a kernel thread, the loop in
5228          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
5229          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
5230          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
5231          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
5232          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
5233          *
5234          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
5235          *   provided by mmdrop_lazy_tlb(),
5236          * - a sync_core for SYNC_CORE.
5237          */
5238         if (mm) {
5239                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
5240                 mmdrop_lazy_tlb_sched(mm);
5241         }
5242
5243         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
5244                 if (prev->sched_class->task_dead)
5245                         prev->sched_class->task_dead(prev);
5246
5247                 /* Task is done with its stack. */
5248                 put_task_stack(prev);
5249
5250                 put_task_struct_rcu_user(prev);
5251         }
5252
5253         return rq;
5254 }
5255
5256 /**
5257  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
5258  * @prev: the thread we just switched away from.
5259  */
5260 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
5261         __releases(rq->lock)
5262 {
5263         /*
5264          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
5265          * finish_task_switch() for details.
5266          *
5267          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
5268          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
5269          * PREEMPT_COUNT kernels).
5270          */
5271
5272         finish_task_switch(prev);
5273         preempt_enable();
5274
5275         if (current->set_child_tid)
5276                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
5277
5278         calculate_sigpending();
5279 }
5280
5281 /*
5282  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
5283  */
5284 static __always_inline struct rq *
5285 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5286                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
5287 {
5288         prepare_task_switch(rq, prev, next);
5289
5290         /*
5291          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
5292          * combine the page table reload and the switch backend into
5293          * one hypercall.
5294          */
5295         arch_start_context_switch(prev);
5296
5297         /*
5298          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
5299          *   user -> kernel   lazy + mmgrab_lazy_tlb() active
5300          *
5301          * kernel ->   user   switch + mmdrop_lazy_tlb() active
5302          *   user ->   user   switch
5303          *
5304          * switch_mm_cid() needs to be updated if the barriers provided
5305          * by context_switch() are modified.
5306          */
5307         if (!next->mm) {                                // to kernel
5308                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
5309
5310                 next->active_mm = prev->active_mm;
5311                 if (prev->mm)                           // from user
5312                         mmgrab_lazy_tlb(prev->active_mm);
5313                 else
5314                         prev->active_mm = NULL;
5315         } else {                                        // to user
5316                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
5317                 /*
5318                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
5319                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
5320                  *
5321                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
5322                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
5323                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
5324                  */
5325                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
5326                 lru_gen_use_mm(next->mm);
5327
5328                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
5329                         /* will mmdrop_lazy_tlb() in finish_task_switch(). */
5330                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
5331                         prev->active_mm = NULL;
5332                 }
5333         }
5334
5335         /* switch_mm_cid() requires the memory barriers above. */
5336         switch_mm_cid(rq, prev, next);
5337
5338         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
5339
5340         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
5341
5342         /* Here we just switch the register state and the stack. */
5343         switch_to(prev, next, prev);
5344         barrier();
5345
5346         return finish_task_switch(prev);
5347 }
5348
5349 /*
5350  * nr_running and nr_context_switches:
5351  *
5352  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
5353  * threads, total number of context switches performed since bootup.
5354  */
5355 unsigned int nr_running(void)
5356 {
5357         unsigned int i, sum = 0;
5358
5359         for_each_online_cpu(i)
5360                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
5361
5362         return sum;
5363 }
5364
5365 /*
5366  * Check if only the current task is running on the CPU.
5367  *
5368  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
5369  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
5370  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
5371  *
5372  * - from a non-preemptible section (of course)
5373  *
5374  * - from a thread that is bound to a single CPU
5375  *
5376  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
5377  */
5378 bool single_task_running(void)
5379 {
5380         return raw_rq()->nr_running == 1;
5381 }
5382 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
5383
5384 unsigned long long nr_context_switches_cpu(int cpu)
5385 {
5386         return cpu_rq(cpu)->nr_switches;
5387 }
5388
5389 unsigned long long nr_context_switches(void)
5390 {
5391         int i;
5392         unsigned long long sum = 0;
5393
5394         for_each_possible_cpu(i)
5395                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
5396
5397         return sum;
5398 }
5399
5400 /*
5401  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
5402  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
5403  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
5404  * it does become runnable.
5405  */
5406
5407 unsigned int nr_iowait_cpu(int cpu)
5408 {
5409         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
5410 }
5411
5412 /*
5413  * IO-wait accounting, and how it's mostly bollocks (on SMP).
5414  *
5415  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
5416  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
5417  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
5418  *
5419  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
5420  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
5421  * running and we'd not be idle.
5422  *
5423  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
5424  * is broken.
5425  *
5426  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
5427  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
5428  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
5429  * utilising both CPUs.
5430  *
5431  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
5432  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
5433  *
5434  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
5435  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
5436  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
5437  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
5438  *
5439  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
5440  */
5441
5442 unsigned int nr_iowait(void)
5443 {
5444         unsigned int i, sum = 0;
5445
5446         for_each_possible_cpu(i)
5447                 sum += nr_iowait_cpu(i);
5448
5449         return sum;
5450 }
5451
5452 #ifdef CONFIG_SMP
5453
5454 /*
5455  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
5456  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
5457  */
5458 void sched_exec(void)
5459 {
5460         struct task_struct *p = current;
5461         unsigned long flags;
5462         int dest_cpu;
5463
5464         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5465         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), WF_EXEC);
5466         if (dest_cpu == smp_processor_id())
5467                 goto unlock;
5468
5469         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
5470                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
5471
5472                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5473                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
5474                 return;
5475         }
5476 unlock:
5477         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5478 }
5479
5480 #endif
5481
5482 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
5483 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
5484
5485 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
5486 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
5487
5488 /*
5489  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
5490  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
5491  * we observe a high rate of cache misses in practice.
5492  * Prefetching this data results in improved performance.
5493  */
5494 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
5495 {
5496 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5497         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
5498 #else
5499         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
5500 #endif
5501         prefetch(curr);
5502         prefetch(&curr->exec_start);
5503 }
5504
5505 /*
5506  * Return accounted runtime for the task.
5507  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
5508  * pending runtime that have not been accounted yet.
5509  */
5510 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
5511 {
5512         struct rq_flags rf;
5513         struct rq *rq;
5514         u64 ns;
5515
5516 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
5517         /*
5518          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
5519          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
5520          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
5521          *
5522          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
5523          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
5524          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
5525          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
5526          * been accounted, so we're correct here as well.
5527          */
5528         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
5529                 return p->se.sum_exec_runtime;
5530 #endif
5531
5532         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5533         /*
5534          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
5535          * project cycles that may never be accounted to this
5536          * thread, breaking clock_gettime().
5537          */
5538         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
5539                 prefetch_curr_exec_start(p);
5540                 update_rq_clock(rq);
5541                 p->sched_class->update_curr(rq);
5542         }
5543         ns = p->se.sum_exec_runtime;
5544         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5545
5546         return ns;
5547 }
5548
5549 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5550 static u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq)
5551 {
5552         int latency_warn_ms = READ_ONCE(sysctl_resched_latency_warn_ms);
5553         u64 resched_latency, now = rq_clock(rq);
5554         static bool warned_once;
5555
5556         if (sysctl_resched_latency_warn_once && warned_once)
5557                 return 0;
5558
5559         if (!need_resched() || !latency_warn_ms)
5560                 return 0;
5561
5562         if (system_state == SYSTEM_BOOTING)
5563                 return 0;
5564
5565         if (!rq->last_seen_need_resched_ns) {
5566                 rq->last_seen_need_resched_ns = now;
5567                 rq->ticks_without_resched = 0;
5568                 return 0;
5569         }
5570
5571         rq->ticks_without_resched++;
5572         resched_latency = now - rq->last_seen_need_resched_ns;
5573         if (resched_latency <= latency_warn_ms * NSEC_PER_MSEC)
5574                 return 0;
5575
5576         warned_once = true;
5577
5578         return resched_latency;
5579 }
5580
5581 static int __init setup_resched_latency_warn_ms(char *str)
5582 {
5583         long val;
5584
5585         if ((kstrtol(str, 0, &val))) {
5586                 pr_warn("Unable to set resched_latency_warn_ms\n");
5587                 return 1;
5588         }
5589
5590         sysctl_resched_latency_warn_ms = val;
5591         return 1;
5592 }
5593 __setup("resched_latency_warn_ms=", setup_resched_latency_warn_ms);
5594 #else
5595 static inline u64 cpu_resched_latency(struct rq *rq) { return 0; }
5596 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
5597
5598 /*
5599  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
5600  * We call it with interrupts disabled.
5601  */
5602 void scheduler_tick(void)
5603 {
5604         int cpu = smp_processor_id();
5605         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5606         struct task_struct *curr = rq->curr;
5607         struct rq_flags rf;
5608         unsigned long thermal_pressure;
5609         u64 resched_latency;
5610
5611         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5612                 arch_scale_freq_tick();
5613
5614         sched_clock_tick();
5615
5616         rq_lock(rq, &rf);
5617
5618         update_rq_clock(rq);
5619         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
5620         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
5621         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5622         if (sched_feat(LATENCY_WARN))
5623                 resched_latency = cpu_resched_latency(rq);
5624         calc_global_load_tick(rq);
5625         sched_core_tick(rq);
5626         task_tick_mm_cid(rq, curr);
5627
5628         rq_unlock(rq, &rf);
5629
5630         if (sched_feat(LATENCY_WARN) && resched_latency)
5631                 resched_latency_warn(cpu, resched_latency);
5632
5633         perf_event_task_tick();
5634
5635 #ifdef CONFIG_SMP
5636         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
5637         trigger_load_balance(rq);
5638 #endif
5639 }
5640
5641 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
5642
5643 struct tick_work {
5644         int                     cpu;
5645         atomic_t                state;
5646         struct delayed_work     work;
5647 };
5648 /* Values for ->state, see diagram below. */
5649 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
5650 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
5651 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
5652
5653 /*
5654  * State diagram for ->state:
5655  *
5656  *
5657  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
5658  *                    |   ^
5659  *                    |   |
5660  *                    |   | sched_tick_remote()
5661  *                    |   |
5662  *                    |   |
5663  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
5664  *                    |   ^
5665  *                    |   |
5666  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
5667  *                    |   |
5668  *                    V   |
5669  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
5670  *
5671  *
5672  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
5673  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
5674  */
5675
5676 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
5677
5678 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
5679 {
5680         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
5681         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
5682         int cpu = twork->cpu;
5683         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5684         struct task_struct *curr;
5685         struct rq_flags rf;
5686         u64 delta;
5687         int os;
5688
5689         /*
5690          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
5691          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
5692          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
5693          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
5694          * of when exactly it is running.
5695          */
5696         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
5697                 goto out_requeue;
5698
5699         rq_lock_irq(rq, &rf);
5700         curr = rq->curr;
5701         if (cpu_is_offline(cpu))
5702                 goto out_unlock;
5703
5704         update_rq_clock(rq);
5705
5706         if (!is_idle_task(curr)) {
5707                 /*
5708                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
5709                  * amount of time.
5710                  */
5711                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
5712                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
5713         }
5714         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
5715
5716         calc_load_nohz_remote(rq);
5717 out_unlock:
5718         rq_unlock_irq(rq, &rf);
5719 out_requeue:
5720
5721         /*
5722          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
5723          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
5724          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
5725          * first update state to reflect hotplug activity if required.
5726          */
5727         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5728         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
5729         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
5730                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
5731 }
5732
5733 static void sched_tick_start(int cpu)
5734 {
5735         int os;
5736         struct tick_work *twork;
5737
5738         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5739                 return;
5740
5741         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5742
5743         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5744         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5745         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5746         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
5747                 twork->cpu = cpu;
5748                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
5749                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
5750         }
5751 }
5752
5753 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5754 static void sched_tick_stop(int cpu)
5755 {
5756         struct tick_work *twork;
5757         int os;
5758
5759         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_TICK))
5760                 return;
5761
5762         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
5763
5764         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
5765         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
5766         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
5767         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
5768         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
5769 }
5770 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
5771
5772 int __init sched_tick_offload_init(void)
5773 {
5774         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
5775         BUG_ON(!tick_work_cpu);
5776         return 0;
5777 }
5778
5779 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
5780 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
5781 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
5782 #endif
5783
5784 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
5785                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
5786 /*
5787  * If the value passed in is equal to the current preempt count
5788  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
5789  */
5790 static inline void preempt_latency_start(int val)
5791 {
5792         if (preempt_count() == val) {
5793                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
5794 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5795                 current->preempt_disable_ip = ip;
5796 #endif
5797                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
5798         }
5799 }
5800
5801 void preempt_count_add(int val)
5802 {
5803 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5804         /*
5805          * Underflow?
5806          */
5807         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
5808                 return;
5809 #endif
5810         __preempt_count_add(val);
5811 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5812         /*
5813          * Spinlock count overflowing soon?
5814          */
5815         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
5816                                 PREEMPT_MASK - 10);
5817 #endif
5818         preempt_latency_start(val);
5819 }
5820 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
5821 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
5822
5823 /*
5824  * If the value passed in equals to the current preempt count
5825  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
5826  */
5827 static inline void preempt_latency_stop(int val)
5828 {
5829         if (preempt_count() == val)
5830                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
5831 }
5832
5833 void preempt_count_sub(int val)
5834 {
5835 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5836         /*
5837          * Underflow?
5838          */
5839         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
5840                 return;
5841         /*
5842          * Is the spinlock portion underflowing?
5843          */
5844         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
5845                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
5846                 return;
5847 #endif
5848
5849         preempt_latency_stop(val);
5850         __preempt_count_sub(val);
5851 }
5852 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
5853 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
5854
5855 #else
5856 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
5857 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
5858 #endif
5859
5860 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
5861 {
5862 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
5863         return p->preempt_disable_ip;
5864 #else
5865         return 0;
5866 #endif
5867 }
5868
5869 /*
5870  * Print scheduling while atomic bug:
5871  */
5872 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
5873 {
5874         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
5875         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
5876
5877         if (oops_in_progress)
5878                 return;
5879
5880         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
5881                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
5882
5883         debug_show_held_locks(prev);
5884         print_modules();
5885         if (irqs_disabled())
5886                 print_irqtrace_events(prev);
5887         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
5888             && in_atomic_preempt_off()) {
5889                 pr_err("Preemption disabled at:");
5890                 print_ip_sym(KERN_ERR, preempt_disable_ip);
5891         }
5892         check_panic_on_warn("scheduling while atomic");
5893
5894         dump_stack();
5895         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5896 }
5897
5898 /*
5899  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
5900  */
5901 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
5902 {
5903 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
5904         if (task_stack_end_corrupted(prev))
5905                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
5906
5907         if (task_scs_end_corrupted(prev))
5908                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
5909 #endif
5910
5911 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
5912         if (!preempt && READ_ONCE(prev->__state) && prev->non_block_count) {
5913                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
5914                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
5915                 dump_stack();
5916                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
5917         }
5918 #endif
5919
5920         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
5921                 __schedule_bug(prev);
5922                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
5923         }
5924         rcu_sleep_check();
5925         SCHED_WARN_ON(ct_state() == CONTEXT_USER);
5926
5927         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
5928
5929         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
5930 }
5931
5932 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
5933                                   struct rq_flags *rf)
5934 {
5935 #ifdef CONFIG_SMP
5936         const struct sched_class *class;
5937         /*
5938          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
5939          * that when we release the rq->lock the task is in the same
5940          * state as before we took rq->lock.
5941          *
5942          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
5943          * a runnable task of @class priority or higher.
5944          */
5945         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
5946                 if (class->balance(rq, prev, rf))
5947                         break;
5948         }
5949 #endif
5950
5951         put_prev_task(rq, prev);
5952 }
5953
5954 /*
5955  * Pick up the highest-prio task:
5956  */
5957 static inline struct task_struct *
5958 __pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
5959 {
5960         const struct sched_class *class;
5961         struct task_struct *p;
5962
5963         /*
5964          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
5965          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
5966          * higher scheduling class, because otherwise those lose the
5967          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
5968          */
5969         if (likely(!sched_class_above(prev->sched_class, &fair_sched_class) &&
5970                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
5971
5972                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
5973                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
5974                         goto restart;
5975
5976                 /* Assume the next prioritized class is idle_sched_class */
5977                 if (!p) {
5978                         put_prev_task(rq, prev);
5979                         p = pick_next_task_idle(rq);
5980                 }
5981
5982                 return p;
5983         }
5984
5985 restart:
5986         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
5987
5988         for_each_class(class) {
5989                 p = class->pick_next_task(rq);
5990                 if (p)
5991                         return p;
5992         }
5993
5994         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
5995 }
5996
5997 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
5998 static inline bool is_task_rq_idle(struct task_struct *t)
5999 {
6000         return (task_rq(t)->idle == t);
6001 }
6002
6003 static inline bool cookie_equals(struct task_struct *a, unsigned long cookie)
6004 {
6005         return is_task_rq_idle(a) || (a->core_cookie == cookie);
6006 }
6007
6008 static inline bool cookie_match(struct task_struct *a, struct task_struct *b)
6009 {
6010         if (is_task_rq_idle(a) || is_task_rq_idle(b))
6011                 return true;
6012
6013         return a->core_cookie == b->core_cookie;
6014 }
6015
6016 static inline struct task_struct *pick_task(struct rq *rq)
6017 {
6018         const struct sched_class *class;
6019         struct task_struct *p;
6020
6021         for_each_class(class) {
6022                 p = class->pick_task(rq);
6023                 if (p)
6024                         return p;
6025         }
6026
6027         BUG(); /* The idle class should always have a runnable task. */
6028 }
6029
6030 extern void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi);
6031
6032 static void queue_core_balance(struct rq *rq);
6033
6034 static struct task_struct *
6035 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6036 {
6037         struct task_struct *next, *p, *max = NULL;
6038         const struct cpumask *smt_mask;
6039         bool fi_before = false;
6040         bool core_clock_updated = (rq == rq->core);
6041         unsigned long cookie;
6042         int i, cpu, occ = 0;
6043         struct rq *rq_i;
6044         bool need_sync;
6045
6046         if (!sched_core_enabled(rq))
6047                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6048
6049         cpu = cpu_of(rq);
6050
6051         /* Stopper task is switching into idle, no need core-wide selection. */
6052         if (cpu_is_offline(cpu)) {
6053                 /*
6054                  * Reset core_pick so that we don't enter the fastpath when
6055                  * coming online. core_pick would already be migrated to
6056                  * another cpu during offline.
6057                  */
6058                 rq->core_pick = NULL;
6059                 return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6060         }
6061
6062         /*
6063          * If there were no {en,de}queues since we picked (IOW, the task
6064          * pointers are all still valid), and we haven't scheduled the last
6065          * pick yet, do so now.
6066          *
6067          * rq->core_pick can be NULL if no selection was made for a CPU because
6068          * it was either offline or went offline during a sibling's core-wide
6069          * selection. In this case, do a core-wide selection.
6070          */
6071         if (rq->core->core_pick_seq == rq->core->core_task_seq &&
6072             rq->core->core_pick_seq != rq->core_sched_seq &&
6073             rq->core_pick) {
6074                 WRITE_ONCE(rq->core_sched_seq, rq->core->core_pick_seq);
6075
6076                 next = rq->core_pick;
6077                 if (next != prev) {
6078                         put_prev_task(rq, prev);
6079                         set_next_task(rq, next);
6080                 }
6081
6082                 rq->core_pick = NULL;
6083                 goto out;
6084         }
6085
6086         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
6087
6088         smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6089         need_sync = !!rq->core->core_cookie;
6090
6091         /* reset state */
6092         rq->core->core_cookie = 0UL;
6093         if (rq->core->core_forceidle_count) {
6094                 if (!core_clock_updated) {
6095                         update_rq_clock(rq->core);
6096                         core_clock_updated = true;
6097                 }
6098                 sched_core_account_forceidle(rq);
6099                 /* reset after accounting force idle */
6100                 rq->core->core_forceidle_start = 0;
6101                 rq->core->core_forceidle_count = 0;
6102                 rq->core->core_forceidle_occupation = 0;
6103                 need_sync = true;
6104                 fi_before = true;
6105         }
6106
6107         /*
6108          * core->core_task_seq, core->core_pick_seq, rq->core_sched_seq
6109          *
6110          * @task_seq guards the task state ({en,de}queues)
6111          * @pick_seq is the @task_seq we did a selection on
6112          * @sched_seq is the @pick_seq we scheduled
6113          *
6114          * However, preemptions can cause multiple picks on the same task set.
6115          * 'Fix' this by also increasing @task_seq for every pick.
6116          */
6117         rq->core->core_task_seq++;
6118
6119         /*
6120          * Optimize for common case where this CPU has no cookies
6121          * and there are no cookied tasks running on siblings.
6122          */
6123         if (!need_sync) {
6124                 next = pick_task(rq);
6125                 if (!next->core_cookie) {
6126                         rq->core_pick = NULL;
6127                         /*
6128                          * For robustness, update the min_vruntime_fi for
6129                          * unconstrained picks as well.
6130                          */
6131                         WARN_ON_ONCE(fi_before);
6132                         task_vruntime_update(rq, next, false);
6133                         goto out_set_next;
6134                 }
6135         }
6136
6137         /*
6138          * For each thread: do the regular task pick and find the max prio task
6139          * amongst them.
6140          *
6141          * Tie-break prio towards the current CPU
6142          */
6143         for_each_cpu_wrap(i, smt_mask, cpu) {
6144                 rq_i = cpu_rq(i);
6145
6146                 /*
6147                  * Current cpu always has its clock updated on entrance to
6148                  * pick_next_task(). If the current cpu is not the core,
6149                  * the core may also have been updated above.
6150                  */
6151                 if (i != cpu && (rq_i != rq->core || !core_clock_updated))
6152                         update_rq_clock(rq_i);
6153
6154                 p = rq_i->core_pick = pick_task(rq_i);
6155                 if (!max || prio_less(max, p, fi_before))
6156                         max = p;
6157         }
6158
6159         cookie = rq->core->core_cookie = max->core_cookie;
6160
6161         /*
6162          * For each thread: try and find a runnable task that matches @max or
6163          * force idle.
6164          */
6165         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6166                 rq_i = cpu_rq(i);
6167                 p = rq_i->core_pick;
6168
6169                 if (!cookie_equals(p, cookie)) {
6170                         p = NULL;
6171                         if (cookie)
6172                                 p = sched_core_find(rq_i, cookie);
6173                         if (!p)
6174                                 p = idle_sched_class.pick_task(rq_i);
6175                 }
6176
6177                 rq_i->core_pick = p;
6178
6179                 if (p == rq_i->idle) {
6180                         if (rq_i->nr_running) {
6181                                 rq->core->core_forceidle_count++;
6182                                 if (!fi_before)
6183                                         rq->core->core_forceidle_seq++;
6184                         }
6185                 } else {
6186                         occ++;
6187                 }
6188         }
6189
6190         if (schedstat_enabled() && rq->core->core_forceidle_count) {
6191                 rq->core->core_forceidle_start = rq_clock(rq->core);
6192                 rq->core->core_forceidle_occupation = occ;
6193         }
6194
6195         rq->core->core_pick_seq = rq->core->core_task_seq;
6196         next = rq->core_pick;
6197         rq->core_sched_seq = rq->core->core_pick_seq;
6198
6199         /* Something should have been selected for current CPU */
6200         WARN_ON_ONCE(!next);
6201
6202         /*
6203          * Reschedule siblings
6204          *
6205          * NOTE: L1TF -- at this point we're no longer running the old task and
6206          * sending an IPI (below) ensures the sibling will no longer be running
6207          * their task. This ensures there is no inter-sibling overlap between
6208          * non-matching user state.
6209          */
6210         for_each_cpu(i, smt_mask) {
6211                 rq_i = cpu_rq(i);
6212
6213                 /*
6214                  * An online sibling might have gone offline before a task
6215                  * could be picked for it, or it might be offline but later
6216                  * happen to come online, but its too late and nothing was
6217                  * picked for it.  That's Ok - it will pick tasks for itself,
6218                  * so ignore it.
6219                  */
6220                 if (!rq_i->core_pick)
6221                         continue;
6222
6223                 /*
6224                  * Update for new !FI->FI transitions, or if continuing to be in !FI:
6225                  * fi_before     fi      update?
6226                  *  0            0       1
6227                  *  0            1       1
6228                  *  1            0       1
6229                  *  1            1       0
6230                  */
6231                 if (!(fi_before && rq->core->core_forceidle_count))
6232                         task_vruntime_update(rq_i, rq_i->core_pick, !!rq->core->core_forceidle_count);
6233
6234                 rq_i->core_pick->core_occupation = occ;
6235
6236                 if (i == cpu) {
6237                         rq_i->core_pick = NULL;
6238                         continue;
6239                 }
6240
6241                 /* Did we break L1TF mitigation requirements? */
6242                 WARN_ON_ONCE(!cookie_match(next, rq_i->core_pick));
6243
6244                 if (rq_i->curr == rq_i->core_pick) {
6245                         rq_i->core_pick = NULL;
6246                         continue;
6247                 }
6248
6249                 resched_curr(rq_i);
6250         }
6251
6252 out_set_next:
6253         set_next_task(rq, next);
6254 out:
6255         if (rq->core->core_forceidle_count && next == rq->idle)
6256                 queue_core_balance(rq);
6257
6258         return next;
6259 }
6260
6261 static bool try_steal_cookie(int this, int that)
6262 {
6263         struct rq *dst = cpu_rq(this), *src = cpu_rq(that);
6264         struct task_struct *p;
6265         unsigned long cookie;
6266         bool success = false;
6267
6268         local_irq_disable();
6269         double_rq_lock(dst, src);
6270
6271         cookie = dst->core->core_cookie;
6272         if (!cookie)
6273                 goto unlock;
6274
6275         if (dst->curr != dst->idle)
6276                 goto unlock;
6277
6278         p = sched_core_find(src, cookie);
6279         if (!p)
6280                 goto unlock;
6281
6282         do {
6283                 if (p == src->core_pick || p == src->curr)
6284                         goto next;
6285
6286                 if (!is_cpu_allowed(p, this))
6287                         goto next;
6288
6289                 if (p->core_occupation > dst->idle->core_occupation)
6290                         goto next;
6291                 /*
6292                  * sched_core_find() and sched_core_next() will ensure that task @p
6293                  * is not throttled now, we also need to check whether the runqueue
6294                  * of the destination CPU is being throttled.
6295                  */
6296                 if (sched_task_is_throttled(p, this))
6297                         goto next;
6298
6299                 deactivate_task(src, p, 0);
6300                 set_task_cpu(p, this);
6301                 activate_task(dst, p, 0);
6302
6303                 resched_curr(dst);
6304
6305                 success = true;
6306                 break;
6307
6308 next:
6309                 p = sched_core_next(p, cookie);
6310         } while (p);
6311
6312 unlock:
6313         double_rq_unlock(dst, src);
6314         local_irq_enable();
6315
6316         return success;
6317 }
6318
6319 static bool steal_cookie_task(int cpu, struct sched_domain *sd)
6320 {
6321         int i;
6322
6323         for_each_cpu_wrap(i, sched_domain_span(sd), cpu + 1) {
6324                 if (i == cpu)
6325                         continue;
6326
6327                 if (need_resched())
6328                         break;
6329
6330                 if (try_steal_cookie(cpu, i))
6331                         return true;
6332         }
6333
6334         return false;
6335 }
6336
6337 static void sched_core_balance(struct rq *rq)
6338 {
6339         struct sched_domain *sd;
6340         int cpu = cpu_of(rq);
6341
6342         preempt_disable();
6343         rcu_read_lock();
6344         raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6345         for_each_domain(cpu, sd) {
6346                 if (need_resched())
6347                         break;
6348
6349                 if (steal_cookie_task(cpu, sd))
6350                         break;
6351         }
6352         raw_spin_rq_lock_irq(rq);
6353         rcu_read_unlock();
6354         preempt_enable();
6355 }
6356
6357 static DEFINE_PER_CPU(struct balance_callback, core_balance_head);
6358
6359 static void queue_core_balance(struct rq *rq)
6360 {
6361         if (!sched_core_enabled(rq))
6362                 return;
6363
6364         if (!rq->core->core_cookie)
6365                 return;
6366
6367         if (!rq->nr_running) /* not forced idle */
6368                 return;
6369
6370         queue_balance_callback(rq, &per_cpu(core_balance_head, rq->cpu), sched_core_balance);
6371 }
6372
6373 static void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu)
6374 {
6375         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6376         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6377         unsigned long flags;
6378         int t;
6379
6380         sched_core_lock(cpu, &flags);
6381
6382         WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6383
6384         /* if we're the first, we'll be our own leader */
6385         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1)
6386                 goto unlock;
6387
6388         /* find the leader */
6389         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6390                 if (t == cpu)
6391                         continue;
6392                 rq = cpu_rq(t);
6393                 if (rq->core == rq) {
6394                         core_rq = rq;
6395                         break;
6396                 }
6397         }
6398
6399         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* whoopsie */
6400                 goto unlock;
6401
6402         /* install and validate core_rq */
6403         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6404                 rq = cpu_rq(t);
6405
6406                 if (t == cpu)
6407                         rq->core = core_rq;
6408
6409                 WARN_ON_ONCE(rq->core != core_rq);
6410         }
6411
6412 unlock:
6413         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6414 }
6415
6416 static void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6417 {
6418         const struct cpumask *smt_mask = cpu_smt_mask(cpu);
6419         struct rq *rq = cpu_rq(cpu), *core_rq = NULL;
6420         unsigned long flags;
6421         int t;
6422
6423         sched_core_lock(cpu, &flags);
6424
6425         /* if we're the last man standing, nothing to do */
6426         if (cpumask_weight(smt_mask) == 1) {
6427                 WARN_ON_ONCE(rq->core != rq);
6428                 goto unlock;
6429         }
6430
6431         /* if we're not the leader, nothing to do */
6432         if (rq->core != rq)
6433                 goto unlock;
6434
6435         /* find a new leader */
6436         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6437                 if (t == cpu)
6438                         continue;
6439                 core_rq = cpu_rq(t);
6440                 break;
6441         }
6442
6443         if (WARN_ON_ONCE(!core_rq)) /* impossible */
6444                 goto unlock;
6445
6446         /* copy the shared state to the new leader */
6447         core_rq->core_task_seq             = rq->core_task_seq;
6448         core_rq->core_pick_seq             = rq->core_pick_seq;
6449         core_rq->core_cookie               = rq->core_cookie;
6450         core_rq->core_forceidle_count      = rq->core_forceidle_count;
6451         core_rq->core_forceidle_seq        = rq->core_forceidle_seq;
6452         core_rq->core_forceidle_occupation = rq->core_forceidle_occupation;
6453
6454         /*
6455          * Accounting edge for forced idle is handled in pick_next_task().
6456          * Don't need another one here, since the hotplug thread shouldn't
6457          * have a cookie.
6458          */
6459         core_rq->core_forceidle_start = 0;
6460
6461         /* install new leader */
6462         for_each_cpu(t, smt_mask) {
6463                 rq = cpu_rq(t);
6464                 rq->core = core_rq;
6465         }
6466
6467 unlock:
6468         sched_core_unlock(cpu, &flags);
6469 }
6470
6471 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu)
6472 {
6473         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6474
6475         if (rq->core != rq)
6476                 rq->core = rq;
6477 }
6478
6479 #else /* !CONFIG_SCHED_CORE */
6480
6481 static inline void sched_core_cpu_starting(unsigned int cpu) {}
6482 static inline void sched_core_cpu_deactivate(unsigned int cpu) {}
6483 static inline void sched_core_cpu_dying(unsigned int cpu) {}
6484
6485 static struct task_struct *
6486 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6487 {
6488         return __pick_next_task(rq, prev, rf);
6489 }
6490
6491 #endif /* CONFIG_SCHED_CORE */
6492
6493 /*
6494  * Constants for the sched_mode argument of __schedule().
6495  *
6496  * The mode argument allows RT enabled kernels to differentiate a
6497  * preemption from blocking on an 'sleeping' spin/rwlock. Note that
6498  * SM_MASK_PREEMPT for !RT has all bits set, which allows the compiler to
6499  * optimize the AND operation out and just check for zero.
6500  */
6501 #define SM_NONE                 0x0
6502 #define SM_PREEMPT              0x1
6503 #define SM_RTLOCK_WAIT          0x2
6504
6505 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RT
6506 # define SM_MASK_PREEMPT        (~0U)
6507 #else
6508 # define SM_MASK_PREEMPT        SM_PREEMPT
6509 #endif
6510
6511 /*
6512  * __schedule() is the main scheduler function.
6513  *
6514  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
6515  *
6516  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
6517  *
6518  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
6519  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
6520  *
6521  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
6522  *      interrupt handler scheduler_tick().
6523  *
6524  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
6525  *      task to the run-queue and that's it.
6526  *
6527  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
6528  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
6529  *      called on the nearest possible occasion:
6530  *
6531  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
6532  *
6533  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
6534  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
6535  *           spin_unlock()!)
6536  *
6537  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
6538  *           preemptible context
6539  *
6540  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
6541  *         then at the next:
6542  *
6543  *          - cond_resched() call
6544  *          - explicit schedule() call
6545  *          - return from syscall or exception to user-space
6546  *          - return from interrupt-handler to user-space
6547  *
6548  * WARNING: must be called with preemption disabled!
6549  */
6550 static void __sched notrace __schedule(unsigned int sched_mode)
6551 {
6552         struct task_struct *prev, *next;
6553         unsigned long *switch_count;
6554         unsigned long prev_state;
6555         struct rq_flags rf;
6556         struct rq *rq;
6557         int cpu;
6558
6559         cpu = smp_processor_id();
6560         rq = cpu_rq(cpu);
6561         prev = rq->curr;
6562
6563         schedule_debug(prev, !!sched_mode);
6564
6565         if (sched_feat(HRTICK) || sched_feat(HRTICK_DL))
6566                 hrtick_clear(rq);
6567
6568         local_irq_disable();
6569         rcu_note_context_switch(!!sched_mode);
6570
6571         /*
6572          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
6573          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
6574          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up():
6575          *
6576          * __set_current_state(@state)          signal_wake_up()
6577          * schedule()                             set_tsk_thread_flag(p, TIF_SIGPENDING)
6578          *                                        wake_up_state(p, state)
6579          *   LOCK rq->lock                          LOCK p->pi_state
6580          *   smp_mb__after_spinlock()               smp_mb__after_spinlock()
6581          *     if (signal_pending_state())          if (p->state & @state)
6582          *
6583          * Also, the membarrier system call requires a full memory barrier
6584          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
6585          */
6586         rq_lock(rq, &rf);
6587         smp_mb__after_spinlock();
6588
6589         /* Promote REQ to ACT */
6590         rq->clock_update_flags <<= 1;
6591         update_rq_clock(rq);
6592
6593         switch_count = &prev->nivcsw;
6594
6595         /*
6596          * We must load prev->state once (task_struct::state is volatile), such
6597          * that we form a control dependency vs deactivate_task() below.
6598          */
6599         prev_state = READ_ONCE(prev->__state);
6600         if (!(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT) && prev_state) {
6601                 if (signal_pending_state(prev_state, prev)) {
6602                         WRITE_ONCE(prev->__state, TASK_RUNNING);
6603                 } else {
6604                         prev->sched_contributes_to_load =
6605                                 (prev_state & TASK_UNINTERRUPTIBLE) &&
6606                                 !(prev_state & TASK_NOLOAD) &&
6607                                 !(prev_state & TASK_FROZEN);
6608
6609                         if (prev->sched_contributes_to_load)
6610                                 rq->nr_uninterruptible++;
6611
6612                         /*
6613                          * __schedule()                 ttwu()
6614                          *   prev_state = prev->state;    if (p->on_rq && ...)
6615                          *   if (prev_state)                goto out;
6616                          *     p->on_rq = 0;              smp_acquire__after_ctrl_dep();
6617                          *                                p->state = TASK_WAKING
6618                          *
6619                          * Where __schedule() and ttwu() have matching control dependencies.
6620                          *
6621                          * After this, schedule() must not care about p->state any more.
6622                          */
6623                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
6624
6625                         if (prev->in_iowait) {
6626                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
6627                                 delayacct_blkio_start();
6628                         }
6629                 }
6630                 switch_count = &prev->nvcsw;
6631         }
6632
6633         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
6634         clear_tsk_need_resched(prev);
6635         clear_preempt_need_resched();
6636 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6637         rq->last_seen_need_resched_ns = 0;
6638 #endif
6639
6640         if (likely(prev != next)) {
6641                 rq->nr_switches++;
6642                 /*
6643                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
6644                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
6645                  */
6646                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
6647                 /*
6648                  * The membarrier system call requires each architecture
6649                  * to have a full memory barrier after updating
6650                  * rq->curr, before returning to user-space.
6651                  *
6652                  * Here are the schemes providing that barrier on the
6653                  * various architectures:
6654                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
6655                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
6656                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
6657                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
6658                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
6659                  *   is a RELEASE barrier),
6660                  */
6661                 ++*switch_count;
6662
6663                 migrate_disable_switch(rq, prev);
6664                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
6665
6666                 trace_sched_switch(sched_mode & SM_MASK_PREEMPT, prev, next, prev_state);
6667
6668                 /* Also unlocks the rq: */
6669                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
6670         } else {
6671                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
6672
6673                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
6674                 __balance_callbacks(rq);
6675                 raw_spin_rq_unlock_irq(rq);
6676         }
6677 }
6678
6679 void __noreturn do_task_dead(void)
6680 {
6681         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
6682         set_special_state(TASK_DEAD);
6683
6684         /* Tell freezer to ignore us: */
6685         current->flags |= PF_NOFREEZE;
6686
6687         __schedule(SM_NONE);
6688         BUG();
6689
6690         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
6691         for (;;)
6692                 cpu_relax();
6693 }
6694
6695 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
6696 {
6697         unsigned int task_flags;
6698
6699         if (task_is_running(tsk))
6700                 return;
6701
6702         task_flags = tsk->flags;
6703         /*
6704          * If a worker goes to sleep, notify and ask workqueue whether it
6705          * wants to wake up a task to maintain concurrency.
6706          */
6707         if (task_flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6708                 if (task_flags & PF_WQ_WORKER)
6709                         wq_worker_sleeping(tsk);
6710                 else
6711                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
6712         }
6713
6714         /*
6715          * spinlock and rwlock must not flush block requests.  This will
6716          * deadlock if the callback attempts to acquire a lock which is
6717          * already acquired.
6718          */
6719         SCHED_WARN_ON(current->__state & TASK_RTLOCK_WAIT);
6720
6721         /*
6722          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
6723          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
6724          */
6725         blk_flush_plug(tsk->plug, true);
6726 }
6727
6728 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
6729 {
6730         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
6731                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
6732                         wq_worker_running(tsk);
6733                 else
6734                         io_wq_worker_running(tsk);
6735         }
6736 }
6737
6738 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
6739 {
6740         struct task_struct *tsk = current;
6741
6742         sched_submit_work(tsk);
6743         do {
6744                 preempt_disable();
6745                 __schedule(SM_NONE);
6746                 sched_preempt_enable_no_resched();
6747         } while (need_resched());
6748         sched_update_worker(tsk);
6749 }
6750 EXPORT_SYMBOL(schedule);
6751
6752 /*
6753  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
6754  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
6755  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
6756  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
6757  * (schedule out non-voluntarily).
6758  *
6759  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
6760  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
6761  */
6762 void __sched schedule_idle(void)
6763 {
6764         /*
6765          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
6766          * regardless because that function is a nop when the task is in a
6767          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
6768          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
6769          * TASK_RUNNING state.
6770          */
6771         WARN_ON_ONCE(current->__state);
6772         do {
6773                 __schedule(SM_NONE);
6774         } while (need_resched());
6775 }
6776
6777 #if defined(CONFIG_CONTEXT_TRACKING_USER) && !defined(CONFIG_HAVE_CONTEXT_TRACKING_USER_OFFSTACK)
6778 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
6779 {
6780         /*
6781          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
6782          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
6783          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
6784          * we find a better solution.
6785          *
6786          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
6787          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
6788          * too frequently to make sense yet.
6789          */
6790         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
6791         schedule();
6792         exception_exit(prev_state);
6793 }
6794 #endif
6795
6796 /**
6797  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
6798  *
6799  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
6800  */
6801 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
6802 {
6803         sched_preempt_enable_no_resched();
6804         schedule();
6805         preempt_disable();
6806 }
6807
6808 #ifdef CONFIG_PREEMPT_RT
6809 void __sched notrace schedule_rtlock(void)
6810 {
6811         do {
6812                 preempt_disable();
6813                 __schedule(SM_RTLOCK_WAIT);
6814                 sched_preempt_enable_no_resched();
6815         } while (need_resched());
6816 }
6817 NOKPROBE_SYMBOL(schedule_rtlock);
6818 #endif
6819
6820 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
6821 {
6822         do {
6823                 /*
6824                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6825                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6826                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6827                  * by the function tracer will call this function again and
6828                  * cause infinite recursion.
6829                  *
6830                  * Preemption must be disabled here before the function
6831                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6832                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6833                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6834                  * which can also be traced by the function tracer.
6835                  */
6836                 preempt_disable_notrace();
6837                 preempt_latency_start(1);
6838                 __schedule(SM_PREEMPT);
6839                 preempt_latency_stop(1);
6840                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6841
6842                 /*
6843                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
6844                  * between schedule and now.
6845                  */
6846         } while (need_resched());
6847 }
6848
6849 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
6850 /*
6851  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
6852  * off of preempt_enable.
6853  */
6854 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
6855 {
6856         /*
6857          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
6858          * we do not want to preempt the current task. Just return..
6859          */
6860         if (likely(!preemptible()))
6861                 return;
6862         preempt_schedule_common();
6863 }
6864 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
6865 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
6866
6867 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6868 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6869 #ifndef preempt_schedule_dynamic_enabled
6870 #define preempt_schedule_dynamic_enabled        preempt_schedule
6871 #define preempt_schedule_dynamic_disabled       NULL
6872 #endif
6873 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule, preempt_schedule_dynamic_enabled);
6874 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule);
6875 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6876 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule);
6877 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule(void)
6878 {
6879         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule))
6880                 return;
6881         preempt_schedule();
6882 }
6883 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6884 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule);
6885 #endif
6886 #endif
6887
6888 /**
6889  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
6890  *
6891  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
6892  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
6893  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
6894  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
6895  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
6896  * to be called when the system is still in usermode.
6897  *
6898  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
6899  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
6900  * calling the scheduler.
6901  */
6902 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
6903 {
6904         enum ctx_state prev_ctx;
6905
6906         if (likely(!preemptible()))
6907                 return;
6908
6909         do {
6910                 /*
6911                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
6912                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
6913                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
6914                  * by the function tracer will call this function again and
6915                  * cause infinite recursion.
6916                  *
6917                  * Preemption must be disabled here before the function
6918                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
6919                  * calls. One to disable preemption without fear of being
6920                  * traced. The other to still record the preemption latency,
6921                  * which can also be traced by the function tracer.
6922                  */
6923                 preempt_disable_notrace();
6924                 preempt_latency_start(1);
6925                 /*
6926                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
6927                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
6928                  * an infinite recursion.
6929                  */
6930                 prev_ctx = exception_enter();
6931                 __schedule(SM_PREEMPT);
6932                 exception_exit(prev_ctx);
6933
6934                 preempt_latency_stop(1);
6935                 preempt_enable_no_resched_notrace();
6936         } while (need_resched());
6937 }
6938 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
6939
6940 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
6941 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
6942 #ifndef preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled
6943 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled        preempt_schedule_notrace
6944 #define preempt_schedule_notrace_dynamic_disabled       NULL
6945 #endif
6946 DEFINE_STATIC_CALL(preempt_schedule_notrace, preempt_schedule_notrace_dynamic_enabled);
6947 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(preempt_schedule_notrace);
6948 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
6949 static DEFINE_STATIC_KEY_TRUE(sk_dynamic_preempt_schedule_notrace);
6950 void __sched notrace dynamic_preempt_schedule_notrace(void)
6951 {
6952         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_preempt_schedule_notrace))
6953                 return;
6954         preempt_schedule_notrace();
6955 }
6956 NOKPROBE_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6957 EXPORT_SYMBOL(dynamic_preempt_schedule_notrace);
6958 #endif
6959 #endif
6960
6961 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
6962
6963 /*
6964  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
6965  * off of irq context.
6966  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
6967  * protect us against recursive calling from irq.
6968  */
6969 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
6970 {
6971         enum ctx_state prev_state;
6972
6973         /* Catch callers which need to be fixed */
6974         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
6975
6976         prev_state = exception_enter();
6977
6978         do {
6979                 preempt_disable();
6980                 local_irq_enable();
6981                 __schedule(SM_PREEMPT);
6982                 local_irq_disable();
6983                 sched_preempt_enable_no_resched();
6984         } while (need_resched());
6985
6986         exception_exit(prev_state);
6987 }
6988
6989 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
6990                           void *key)
6991 {
6992         WARN_ON_ONCE(IS_ENABLED(CONFIG_SCHED_DEBUG) && wake_flags & ~WF_SYNC);
6993         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
6994 }
6995 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
6996
6997 static void __setscheduler_prio(struct task_struct *p, int prio)
6998 {
6999         if (dl_prio(prio))
7000                 p->sched_class = &dl_sched_class;
7001         else if (rt_prio(prio))
7002                 p->sched_class = &rt_sched_class;
7003         else
7004                 p->sched_class = &fair_sched_class;
7005
7006         p->prio = prio;
7007 }
7008
7009 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
7010
7011 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
7012 {
7013         if (pi_task)
7014                 prio = min(prio, pi_task->prio);
7015
7016         return prio;
7017 }
7018
7019 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
7020 {
7021         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
7022
7023         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
7024 }
7025
7026 /*
7027  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
7028  * @p: task to boost
7029  * @pi_task: donor task
7030  *
7031  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
7032  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
7033  *
7034  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
7035  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
7036  */
7037 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
7038 {
7039         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
7040                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7041         const struct sched_class *prev_class;
7042         struct rq_flags rf;
7043         struct rq *rq;
7044
7045         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
7046         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
7047
7048         /*
7049          * If nothing changed; bail early.
7050          */
7051         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
7052                 return;
7053
7054         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
7055         update_rq_clock(rq);
7056         /*
7057          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
7058          * either lock.
7059          *
7060          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
7061          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
7062          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
7063          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
7064          * points to a blocked task -- which guarantees the task is present.
7065          */
7066         p->pi_top_task = pi_task;
7067
7068         /*
7069          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
7070          */
7071         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
7072                 goto out_unlock;
7073
7074         /*
7075          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
7076          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
7077          *
7078          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
7079          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
7080          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
7081          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
7082          * with interrupts disabled and will complete the lock
7083          * protected section without being interrupted. So there is no
7084          * real need to boost.
7085          */
7086         if (unlikely(p == rq->idle)) {
7087                 WARN_ON(p != rq->curr);
7088                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
7089                 goto out_unlock;
7090         }
7091
7092         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
7093         oldprio = p->prio;
7094
7095         if (oldprio == prio)
7096                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
7097
7098         prev_class = p->sched_class;
7099         queued = task_on_rq_queued(p);
7100         running = task_current(rq, p);
7101         if (queued)
7102                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
7103         if (running)
7104                 put_prev_task(rq, p);
7105
7106         /*
7107          * Boosting condition are:
7108          * 1. -rt task is running and holds mutex A
7109          *      --> -dl task blocks on mutex A
7110          *
7111          * 2. -dl task is running and holds mutex A
7112          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
7113          *          running task
7114          */
7115         if (dl_prio(prio)) {
7116                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
7117                     (pi_task && dl_prio(pi_task->prio) &&
7118                      dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
7119                         p->dl.pi_se = pi_task->dl.pi_se;
7120                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
7121                 } else {
7122                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7123                 }
7124         } else if (rt_prio(prio)) {
7125                 if (dl_prio(oldprio))
7126                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7127                 if (oldprio < prio)
7128                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
7129         } else {
7130                 if (dl_prio(oldprio))
7131                         p->dl.pi_se = &p->dl;
7132                 if (rt_prio(oldprio))
7133                         p->rt.timeout = 0;
7134         }
7135
7136         __setscheduler_prio(p, prio);
7137
7138         if (queued)
7139                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
7140         if (running)
7141                 set_next_task(rq, p);
7142
7143         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7144 out_unlock:
7145         /* Avoid rq from going away on us: */
7146         preempt_disable();
7147
7148         rq_unpin_lock(rq, &rf);
7149         __balance_callbacks(rq);
7150         raw_spin_rq_unlock(rq);
7151
7152         preempt_enable();
7153 }
7154 #else
7155 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
7156 {
7157         return prio;
7158 }
7159 #endif
7160
7161 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
7162 {
7163         bool queued, running;
7164         int old_prio;
7165         struct rq_flags rf;
7166         struct rq *rq;
7167
7168         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7169                 return;
7170         /*
7171          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
7172          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
7173          */
7174         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7175         update_rq_clock(rq);
7176
7177         /*
7178          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
7179          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
7180          * it won't have any effect on scheduling until the task is
7181          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
7182          */
7183         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
7184                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7185                 goto out_unlock;
7186         }
7187         queued = task_on_rq_queued(p);
7188         running = task_current(rq, p);
7189         if (queued)
7190                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
7191         if (running)
7192                 put_prev_task(rq, p);
7193
7194         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
7195         set_load_weight(p, true);
7196         old_prio = p->prio;
7197         p->prio = effective_prio(p);
7198
7199         if (queued)
7200                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
7201         if (running)
7202                 set_next_task(rq, p);
7203
7204         /*
7205          * If the task increased its priority or is running and
7206          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
7207          */
7208         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
7209
7210 out_unlock:
7211         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7212 }
7213 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
7214
7215 /*
7216  * is_nice_reduction - check if nice value is an actual reduction
7217  *
7218  * Similar to can_nice() but does not perform a capability check.
7219  *
7220  * @p: task
7221  * @nice: nice value
7222  */
7223 static bool is_nice_reduction(const struct task_struct *p, const int nice)
7224 {
7225         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
7226         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
7227
7228         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE));
7229 }
7230
7231 /*
7232  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
7233  * @p: task
7234  * @nice: nice value
7235  */
7236 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
7237 {
7238         return is_nice_reduction(p, nice) || capable(CAP_SYS_NICE);
7239 }
7240
7241 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
7242
7243 /*
7244  * sys_nice - change the priority of the current process.
7245  * @increment: priority increment
7246  *
7247  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
7248  * does similar things.
7249  */
7250 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
7251 {
7252         long nice, retval;
7253
7254         /*
7255          * Setpriority might change our priority at the same moment.
7256          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
7257          * and we have a single winner.
7258          */
7259         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
7260         nice = task_nice(current) + increment;
7261
7262         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7263         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
7264                 return -EPERM;
7265
7266         retval = security_task_setnice(current, nice);
7267         if (retval)
7268                 return retval;
7269
7270         set_user_nice(current, nice);
7271         return 0;
7272 }
7273
7274 #endif
7275
7276 /**
7277  * task_prio - return the priority value of a given task.
7278  * @p: the task in question.
7279  *
7280  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
7281  *
7282  * sched policy         return value   kernel prio    user prio/nice
7283  *
7284  * normal, batch, idle     [0 ... 39]  [100 ... 139]          0/[-20 ... 19]
7285  * fifo, rr             [-2 ... -100]     [98 ... 0]  [1 ... 99]
7286  * deadline                     -101             -1           0
7287  */
7288 int task_prio(const struct task_struct *p)
7289 {
7290         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
7291 }
7292
7293 /**
7294  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
7295  * @cpu: the processor in question.
7296  *
7297  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7298  */
7299 int idle_cpu(int cpu)
7300 {
7301         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7302
7303         if (rq->curr != rq->idle)
7304                 return 0;
7305
7306         if (rq->nr_running)
7307                 return 0;
7308
7309 #ifdef CONFIG_SMP
7310         if (rq->ttwu_pending)
7311                 return 0;
7312 #endif
7313
7314         return 1;
7315 }
7316
7317 /**
7318  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
7319  * @cpu: the CPU in question.
7320  *
7321  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
7322  */
7323 int available_idle_cpu(int cpu)
7324 {
7325         if (!idle_cpu(cpu))
7326                 return 0;
7327
7328         if (vcpu_is_preempted(cpu))
7329                 return 0;
7330
7331         return 1;
7332 }
7333
7334 /**
7335  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
7336  * @cpu: the processor in question.
7337  *
7338  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
7339  */
7340 struct task_struct *idle_task(int cpu)
7341 {
7342         return cpu_rq(cpu)->idle;
7343 }
7344
7345 #ifdef CONFIG_SMP
7346 /*
7347  * This function computes an effective utilization for the given CPU, to be
7348  * used for frequency selection given the linear relation: f = u * f_max.
7349  *
7350  * The scheduler tracks the following metrics:
7351  *
7352  *   cpu_util_{cfs,rt,dl,irq}()
7353  *   cpu_bw_dl()
7354  *
7355  * Where the cfs,rt and dl util numbers are tracked with the same metric and
7356  * synchronized windows and are thus directly comparable.
7357  *
7358  * The cfs,rt,dl utilization are the running times measured with rq->clock_task
7359  * which excludes things like IRQ and steal-time. These latter are then accrued
7360  * in the irq utilization.
7361  *
7362  * The DL bandwidth number otoh is not a measured metric but a value computed
7363  * based on the task model parameters and gives the minimal utilization
7364  * required to meet deadlines.
7365  */
7366 unsigned long effective_cpu_util(int cpu, unsigned long util_cfs,
7367                                  enum cpu_util_type type,
7368                                  struct task_struct *p)
7369 {
7370         unsigned long dl_util, util, irq, max;
7371         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7372
7373         max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7374
7375         if (!uclamp_is_used() &&
7376             type == FREQUENCY_UTIL && rt_rq_is_runnable(&rq->rt)) {
7377                 return max;
7378         }
7379
7380         /*
7381          * Early check to see if IRQ/steal time saturates the CPU, can be
7382          * because of inaccuracies in how we track these -- see
7383          * update_irq_load_avg().
7384          */
7385         irq = cpu_util_irq(rq);
7386         if (unlikely(irq >= max))
7387                 return max;
7388
7389         /*
7390          * Because the time spend on RT/DL tasks is visible as 'lost' time to
7391          * CFS tasks and we use the same metric to track the effective
7392          * utilization (PELT windows are synchronized) we can directly add them
7393          * to obtain the CPU's actual utilization.
7394          *
7395          * CFS and RT utilization can be boosted or capped, depending on
7396          * utilization clamp constraints requested by currently RUNNABLE
7397          * tasks.
7398          * When there are no CFS RUNNABLE tasks, clamps are released and
7399          * frequency will be gracefully reduced with the utilization decay.
7400          */
7401         util = util_cfs + cpu_util_rt(rq);
7402         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7403                 util = uclamp_rq_util_with(rq, util, p);
7404
7405         dl_util = cpu_util_dl(rq);
7406
7407         /*
7408          * For frequency selection we do not make cpu_util_dl() a permanent part
7409          * of this sum because we want to use cpu_bw_dl() later on, but we need
7410          * to check if the CFS+RT+DL sum is saturated (ie. no idle time) such
7411          * that we select f_max when there is no idle time.
7412          *
7413          * NOTE: numerical errors or stop class might cause us to not quite hit
7414          * saturation when we should -- something for later.
7415          */
7416         if (util + dl_util >= max)
7417                 return max;
7418
7419         /*
7420          * OTOH, for energy computation we need the estimated running time, so
7421          * include util_dl and ignore dl_bw.
7422          */
7423         if (type == ENERGY_UTIL)
7424                 util += dl_util;
7425
7426         /*
7427          * There is still idle time; further improve the number by using the
7428          * irq metric. Because IRQ/steal time is hidden from the task clock we
7429          * need to scale the task numbers:
7430          *
7431          *              max - irq
7432          *   U' = irq + --------- * U
7433          *                 max
7434          */
7435         util = scale_irq_capacity(util, irq, max);
7436         util += irq;
7437
7438         /*
7439          * Bandwidth required by DEADLINE must always be granted while, for
7440          * FAIR and RT, we use blocked utilization of IDLE CPUs as a mechanism
7441          * to gracefully reduce the frequency when no tasks show up for longer
7442          * periods of time.
7443          *
7444          * Ideally we would like to set bw_dl as min/guaranteed freq and util +
7445          * bw_dl as requested freq. However, cpufreq is not yet ready for such
7446          * an interface. So, we only do the latter for now.
7447          */
7448         if (type == FREQUENCY_UTIL)
7449                 util += cpu_bw_dl(rq);
7450
7451         return min(max, util);
7452 }
7453
7454 unsigned long sched_cpu_util(int cpu)
7455 {
7456         return effective_cpu_util(cpu, cpu_util_cfs(cpu), ENERGY_UTIL, NULL);
7457 }
7458 #endif /* CONFIG_SMP */
7459
7460 /**
7461  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
7462  * @pid: the pid in question.
7463  *
7464  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
7465  */
7466 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
7467 {
7468         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
7469 }
7470
7471 /*
7472  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
7473  * it calls know not to change it.
7474  */
7475 #define SETPARAM_POLICY -1
7476
7477 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
7478                 const struct sched_attr *attr)
7479 {
7480         int policy = attr->sched_policy;
7481
7482         if (policy == SETPARAM_POLICY)
7483                 policy = p->policy;
7484
7485         p->policy = policy;
7486
7487         if (dl_policy(policy))
7488                 __setparam_dl(p, attr);
7489         else if (fair_policy(policy))
7490                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
7491
7492         /*
7493          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
7494          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
7495          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
7496          */
7497         p->rt_priority = attr->sched_priority;
7498         p->normal_prio = normal_prio(p);
7499         set_load_weight(p, true);
7500 }
7501
7502 /*
7503  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
7504  */
7505 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
7506 {
7507         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
7508         bool match;
7509
7510         rcu_read_lock();
7511         pcred = __task_cred(p);
7512         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
7513                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
7514         rcu_read_unlock();
7515         return match;
7516 }
7517
7518 /*
7519  * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority.
7520  * Only issue a capable test if needed and only once to avoid an audit
7521  * event on permitted non-privileged operations:
7522  */
7523 static int user_check_sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7524                                          const struct sched_attr *attr,
7525                                          int policy, int reset_on_fork)
7526 {
7527         if (fair_policy(policy)) {
7528                 if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
7529                     !is_nice_reduction(p, attr->sched_nice))
7530                         goto req_priv;
7531         }
7532
7533         if (rt_policy(policy)) {
7534                 unsigned long rlim_rtprio = task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
7535
7536                 /* Can't set/change the rt policy: */
7537                 if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
7538                         goto req_priv;
7539
7540                 /* Can't increase priority: */
7541                 if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
7542                     attr->sched_priority > rlim_rtprio)
7543                         goto req_priv;
7544         }
7545
7546         /*
7547          * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
7548          * (safest behavior); in the future we would like to allow
7549          * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
7550          * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
7551          */
7552         if (dl_policy(policy))
7553                 goto req_priv;
7554
7555         /*
7556          * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
7557          * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
7558          */
7559         if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
7560                 if (!is_nice_reduction(p, task_nice(p)))
7561                         goto req_priv;
7562         }
7563
7564         /* Can't change other user's priorities: */
7565         if (!check_same_owner(p))
7566                 goto req_priv;
7567
7568         /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
7569         if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
7570                 goto req_priv;
7571
7572         return 0;
7573
7574 req_priv:
7575         if (!capable(CAP_SYS_NICE))
7576                 return -EPERM;
7577
7578         return 0;
7579 }
7580
7581 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
7582                                 const struct sched_attr *attr,
7583                                 bool user, bool pi)
7584 {
7585         int oldpolicy = -1, policy = attr->sched_policy;
7586         int retval, oldprio, newprio, queued, running;
7587         const struct sched_class *prev_class;
7588         struct balance_callback *head;
7589         struct rq_flags rf;
7590         int reset_on_fork;
7591         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7592         struct rq *rq;
7593
7594         /* The pi code expects interrupts enabled */
7595         BUG_ON(pi && in_interrupt());
7596 recheck:
7597         /* Double check policy once rq lock held: */
7598         if (policy < 0) {
7599                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
7600                 policy = oldpolicy = p->policy;
7601         } else {
7602                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
7603
7604                 if (!valid_policy(policy))
7605                         return -EINVAL;
7606         }
7607
7608         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
7609                 return -EINVAL;
7610
7611         /*
7612          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
7613          * 1..MAX_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
7614          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
7615          */
7616         if (attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1)
7617                 return -EINVAL;
7618         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
7619             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
7620                 return -EINVAL;
7621
7622         if (user) {
7623                 retval = user_check_sched_setscheduler(p, attr, policy, reset_on_fork);
7624                 if (retval)
7625                         return retval;
7626
7627                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
7628                         return -EINVAL;
7629
7630                 retval = security_task_setscheduler(p);
7631                 if (retval)
7632                         return retval;
7633         }
7634
7635         /* Update task specific "requested" clamps */
7636         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
7637                 retval = uclamp_validate(p, attr);
7638                 if (retval)
7639                         return retval;
7640         }
7641
7642         if (pi)
7643                 cpuset_read_lock();
7644
7645         /*
7646          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
7647          * changing the priority of the task:
7648          *
7649          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
7650          * runqueue lock must be held.
7651          */
7652         rq = task_rq_lock(p, &rf);
7653         update_rq_clock(rq);
7654
7655         /*
7656          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
7657          */
7658         if (p == rq->stop) {
7659                 retval = -EINVAL;
7660                 goto unlock;
7661         }
7662
7663         /*
7664          * If not changing anything there's no need to proceed further,
7665          * but store a possible modification of reset_on_fork.
7666          */
7667         if (unlikely(policy == p->policy)) {
7668                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
7669                         goto change;
7670                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
7671                         goto change;
7672                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
7673                         goto change;
7674                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
7675                         goto change;
7676
7677                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7678                 retval = 0;
7679                 goto unlock;
7680         }
7681 change:
7682
7683         if (user) {
7684 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7685                 /*
7686                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
7687                  * assigned.
7688                  */
7689                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
7690                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
7691                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
7692                         retval = -EPERM;
7693                         goto unlock;
7694                 }
7695 #endif
7696 #ifdef CONFIG_SMP
7697                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
7698                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
7699                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
7700
7701                         /*
7702                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
7703                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
7704                          * will also fail if there's no bandwidth available.
7705                          */
7706                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
7707                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
7708                                 retval = -EPERM;
7709                                 goto unlock;
7710                         }
7711                 }
7712 #endif
7713         }
7714
7715         /* Re-check policy now with rq lock held: */
7716         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
7717                 policy = oldpolicy = -1;
7718                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7719                 if (pi)
7720                         cpuset_read_unlock();
7721                 goto recheck;
7722         }
7723
7724         /*
7725          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
7726          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
7727          * is available.
7728          */
7729         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
7730                 retval = -EBUSY;
7731                 goto unlock;
7732         }
7733
7734         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
7735         oldprio = p->prio;
7736
7737         newprio = __normal_prio(policy, attr->sched_priority, attr->sched_nice);
7738         if (pi) {
7739                 /*
7740                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
7741                  * effective priority is unchanged, we just store the new
7742                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
7743                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
7744                  * itself.
7745                  */
7746                 newprio = rt_effective_prio(p, newprio);
7747                 if (newprio == oldprio)
7748                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
7749         }
7750
7751         queued = task_on_rq_queued(p);
7752         running = task_current(rq, p);
7753         if (queued)
7754                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
7755         if (running)
7756                 put_prev_task(rq, p);
7757
7758         prev_class = p->sched_class;
7759
7760         if (!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)) {
7761                 __setscheduler_params(p, attr);
7762                 __setscheduler_prio(p, newprio);
7763         }
7764         __setscheduler_uclamp(p, attr);
7765
7766         if (queued) {
7767                 /*
7768                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
7769                  * increased (user space view).
7770                  */
7771                 if (oldprio < p->prio)
7772                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
7773
7774                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
7775         }
7776         if (running)
7777                 set_next_task(rq, p);
7778
7779         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
7780
7781         /* Avoid rq from going away on us: */
7782         preempt_disable();
7783         head = splice_balance_callbacks(rq);
7784         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7785
7786         if (pi) {
7787                 cpuset_read_unlock();
7788                 rt_mutex_adjust_pi(p);
7789         }
7790
7791         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
7792         balance_callbacks(rq, head);
7793         preempt_enable();
7794
7795         return 0;
7796
7797 unlock:
7798         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
7799         if (pi)
7800                 cpuset_read_unlock();
7801         return retval;
7802 }
7803
7804 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7805                                const struct sched_param *param, bool check)
7806 {
7807         struct sched_attr attr = {
7808                 .sched_policy   = policy,
7809                 .sched_priority = param->sched_priority,
7810                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
7811         };
7812
7813         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
7814         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
7815                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
7816                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
7817                 attr.sched_policy = policy;
7818         }
7819
7820         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
7821 }
7822 /**
7823  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
7824  * @p: the task in question.
7825  * @policy: new policy.
7826  * @param: structure containing the new RT priority.
7827  *
7828  * Use sched_set_fifo(), read its comment.
7829  *
7830  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7831  *
7832  * NOTE that the task may be already dead.
7833  */
7834 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
7835                        const struct sched_param *param)
7836 {
7837         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
7838 }
7839
7840 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7841 {
7842         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
7843 }
7844
7845 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
7846 {
7847         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
7848 }
7849 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr_nocheck);
7850
7851 /**
7852  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
7853  * @p: the task in question.
7854  * @policy: new policy.
7855  * @param: structure containing the new RT priority.
7856  *
7857  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
7858  * current context has permission.  For example, this is needed in
7859  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
7860  * but our caller might not have that capability.
7861  *
7862  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
7863  */
7864 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
7865                                const struct sched_param *param)
7866 {
7867         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
7868 }
7869
7870 /*
7871  * SCHED_FIFO is a broken scheduler model; that is, it is fundamentally
7872  * incapable of resource management, which is the one thing an OS really should
7873  * be doing.
7874  *
7875  * This is of course the reason it is limited to privileged users only.
7876  *
7877  * Worse still; it is fundamentally impossible to compose static priority
7878  * workloads. You cannot take two correctly working static prio workloads
7879  * and smash them together and still expect them to work.
7880  *
7881  * For this reason 'all' FIFO tasks the kernel creates are basically at:
7882  *
7883  *   MAX_RT_PRIO / 2
7884  *
7885  * The administrator _MUST_ configure the system, the kernel simply doesn't
7886  * know enough information to make a sensible choice.
7887  */
7888 void sched_set_fifo(struct task_struct *p)
7889 {
7890         struct sched_param sp = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO / 2 };
7891         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7892 }
7893 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo);
7894
7895 /*
7896  * For when you don't much care about FIFO, but want to be above SCHED_NORMAL.
7897  */
7898 void sched_set_fifo_low(struct task_struct *p)
7899 {
7900         struct sched_param sp = { .sched_priority = 1 };
7901         WARN_ON_ONCE(sched_setscheduler_nocheck(p, SCHED_FIFO, &sp) != 0);
7902 }
7903 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_fifo_low);
7904
7905 void sched_set_normal(struct task_struct *p, int nice)
7906 {
7907         struct sched_attr attr = {
7908                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
7909                 .sched_nice = nice,
7910         };
7911         WARN_ON_ONCE(sched_setattr_nocheck(p, &attr) != 0);
7912 }
7913 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_set_normal);
7914
7915 static int
7916 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
7917 {
7918         struct sched_param lparam;
7919         struct task_struct *p;
7920         int retval;
7921
7922         if (!param || pid < 0)
7923                 return -EINVAL;
7924         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
7925                 return -EFAULT;
7926
7927         rcu_read_lock();
7928         retval = -ESRCH;
7929         p = find_process_by_pid(pid);
7930         if (likely(p))
7931                 get_task_struct(p);
7932         rcu_read_unlock();
7933
7934         if (likely(p)) {
7935                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
7936                 put_task_struct(p);
7937         }
7938
7939         return retval;
7940 }
7941
7942 /*
7943  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
7944  */
7945 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
7946 {
7947         u32 size;
7948         int ret;
7949
7950         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
7951         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
7952
7953         ret = get_user(size, &uattr->size);
7954         if (ret)
7955                 return ret;
7956
7957         /* ABI compatibility quirk: */
7958         if (!size)
7959                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
7960         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
7961                 goto err_size;
7962
7963         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
7964         if (ret) {
7965                 if (ret == -E2BIG)
7966                         goto err_size;
7967                 return ret;
7968         }
7969
7970         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
7971             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
7972                 return -EINVAL;
7973
7974         /*
7975          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
7976          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
7977          */
7978         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
7979
7980         return 0;
7981
7982 err_size:
7983         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
7984         return -E2BIG;
7985 }
7986
7987 static void get_params(struct task_struct *p, struct sched_attr *attr)
7988 {
7989         if (task_has_dl_policy(p))
7990                 __getparam_dl(p, attr);
7991         else if (task_has_rt_policy(p))
7992                 attr->sched_priority = p->rt_priority;
7993         else
7994                 attr->sched_nice = task_nice(p);
7995 }
7996
7997 /**
7998  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
7999  * @pid: the pid in question.
8000  * @policy: new policy.
8001  * @param: structure containing the new RT priority.
8002  *
8003  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8004  */
8005 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
8006 {
8007         if (policy < 0)
8008                 return -EINVAL;
8009
8010         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
8011 }
8012
8013 /**
8014  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
8015  * @pid: the pid in question.
8016  * @param: structure containing the new RT priority.
8017  *
8018  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8019  */
8020 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
8021 {
8022         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
8023 }
8024
8025 /**
8026  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
8027  * @pid: the pid in question.
8028  * @uattr: structure containing the extended parameters.
8029  * @flags: for future extension.
8030  */
8031 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
8032                                unsigned int, flags)
8033 {
8034         struct sched_attr attr;
8035         struct task_struct *p;
8036         int retval;
8037
8038         if (!uattr || pid < 0 || flags)
8039                 return -EINVAL;
8040
8041         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
8042         if (retval)
8043                 return retval;
8044
8045         if ((int)attr.sched_policy < 0)
8046                 return -EINVAL;
8047         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
8048                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
8049
8050         rcu_read_lock();
8051         retval = -ESRCH;
8052         p = find_process_by_pid(pid);
8053         if (likely(p))
8054                 get_task_struct(p);
8055         rcu_read_unlock();
8056
8057         if (likely(p)) {
8058                 if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
8059                         get_params(p, &attr);
8060                 retval = sched_setattr(p, &attr);
8061                 put_task_struct(p);
8062         }
8063
8064         return retval;
8065 }
8066
8067 /**
8068  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
8069  * @pid: the pid in question.
8070  *
8071  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
8072  * code.
8073  */
8074 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
8075 {
8076         struct task_struct *p;
8077         int retval;
8078
8079         if (pid < 0)
8080                 return -EINVAL;
8081
8082         retval = -ESRCH;
8083         rcu_read_lock();
8084         p = find_process_by_pid(pid);
8085         if (p) {
8086                 retval = security_task_getscheduler(p);
8087                 if (!retval)
8088                         retval = p->policy
8089                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
8090         }
8091         rcu_read_unlock();
8092         return retval;
8093 }
8094
8095 /**
8096  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
8097  * @pid: the pid in question.
8098  * @param: structure containing the RT priority.
8099  *
8100  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
8101  * code.
8102  */
8103 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
8104 {
8105         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
8106         struct task_struct *p;
8107         int retval;
8108
8109         if (!param || pid < 0)
8110                 return -EINVAL;
8111
8112         rcu_read_lock();
8113         p = find_process_by_pid(pid);
8114         retval = -ESRCH;
8115         if (!p)
8116                 goto out_unlock;
8117
8118         retval = security_task_getscheduler(p);
8119         if (retval)
8120                 goto out_unlock;
8121
8122         if (task_has_rt_policy(p))
8123                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
8124         rcu_read_unlock();
8125
8126         /*
8127          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
8128          */
8129         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
8130
8131         return retval;
8132
8133 out_unlock:
8134         rcu_read_unlock();
8135         return retval;
8136 }
8137
8138 /*
8139  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
8140  * than what user-space knows about) to user-space.
8141  *
8142  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
8143  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
8144  * have the same size.
8145  */
8146 static int
8147 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
8148                         struct sched_attr *kattr,
8149                         unsigned int usize)
8150 {
8151         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
8152
8153         if (!access_ok(uattr, usize))
8154                 return -EFAULT;
8155
8156         /*
8157          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
8158          *
8159          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
8160          *
8161          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
8162          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
8163          *
8164          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
8165          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
8166          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
8167          * which is set to ksize in this case.
8168          */
8169         kattr->size = min(usize, ksize);
8170
8171         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
8172                 return -EFAULT;
8173
8174         return 0;
8175 }
8176
8177 /**
8178  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
8179  * @pid: the pid in question.
8180  * @uattr: structure containing the extended parameters.
8181  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
8182  * @flags: for future extension.
8183  */
8184 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
8185                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
8186 {
8187         struct sched_attr kattr = { };
8188         struct task_struct *p;
8189         int retval;
8190
8191         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
8192             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
8193                 return -EINVAL;
8194
8195         rcu_read_lock();
8196         p = find_process_by_pid(pid);
8197         retval = -ESRCH;
8198         if (!p)
8199                 goto out_unlock;
8200
8201         retval = security_task_getscheduler(p);
8202         if (retval)
8203                 goto out_unlock;
8204
8205         kattr.sched_policy = p->policy;
8206         if (p->sched_reset_on_fork)
8207                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
8208         get_params(p, &kattr);
8209         kattr.sched_flags &= SCHED_FLAG_ALL;
8210
8211 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
8212         /*
8213          * This could race with another potential updater, but this is fine
8214          * because it'll correctly read the old or the new value. We don't need
8215          * to guarantee who wins the race as long as it doesn't return garbage.
8216          */
8217         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
8218         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
8219 #endif
8220
8221         rcu_read_unlock();
8222
8223         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
8224
8225 out_unlock:
8226         rcu_read_unlock();
8227         return retval;
8228 }
8229
8230 #ifdef CONFIG_SMP
8231 int dl_task_check_affinity(struct task_struct *p, const struct cpumask *mask)
8232 {
8233         int ret = 0;
8234
8235         /*
8236          * If the task isn't a deadline task or admission control is
8237          * disabled then we don't care about affinity changes.
8238          */
8239         if (!task_has_dl_policy(p) || !dl_bandwidth_enabled())
8240                 return 0;
8241
8242         /*
8243          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
8244          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
8245          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
8246          * root_domain.
8247          */
8248         rcu_read_lock();
8249         if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, mask))
8250                 ret = -EBUSY;
8251         rcu_read_unlock();
8252         return ret;
8253 }
8254 #endif
8255
8256 static int
8257 __sched_setaffinity(struct task_struct *p, struct affinity_context *ctx)
8258 {
8259         int retval;
8260         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
8261
8262         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL))
8263                 return -ENOMEM;
8264
8265         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
8266                 retval = -ENOMEM;
8267                 goto out_free_cpus_allowed;
8268         }
8269
8270         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8271         cpumask_and(new_mask, ctx->new_mask, cpus_allowed);
8272
8273         ctx->new_mask = new_mask;
8274         ctx->flags |= SCA_CHECK;
8275
8276         retval = dl_task_check_affinity(p, new_mask);
8277         if (retval)
8278                 goto out_free_new_mask;
8279
8280         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, ctx);
8281         if (retval)
8282                 goto out_free_new_mask;
8283
8284         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
8285         if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
8286                 /*
8287                  * We must have raced with a concurrent cpuset update.
8288                  * Just reset the cpumask to the cpuset's cpus_allowed.
8289                  */
8290                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8291
8292                 /*
8293                  * If SCA_USER is set, a 2nd call to __set_cpus_allowed_ptr()
8294                  * will restore the previous user_cpus_ptr value.
8295                  *
8296                  * In the unlikely event a previous user_cpus_ptr exists,
8297                  * we need to further restrict the mask to what is allowed
8298                  * by that old user_cpus_ptr.
8299                  */
8300                 if (unlikely((ctx->flags & SCA_USER) && ctx->user_mask)) {
8301                         bool empty = !cpumask_and(new_mask, new_mask,
8302                                                   ctx->user_mask);
8303
8304                         if (WARN_ON_ONCE(empty))
8305                                 cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
8306                 }
8307                 __set_cpus_allowed_ptr(p, ctx);
8308                 retval = -EINVAL;
8309         }
8310
8311 out_free_new_mask:
8312         free_cpumask_var(new_mask);
8313 out_free_cpus_allowed:
8314         free_cpumask_var(cpus_allowed);
8315         return retval;
8316 }
8317
8318 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
8319 {
8320         struct affinity_context ac;
8321         struct cpumask *user_mask;
8322         struct task_struct *p;
8323         int retval;
8324
8325         rcu_read_lock();
8326
8327         p = find_process_by_pid(pid);
8328         if (!p) {
8329                 rcu_read_unlock();
8330                 return -ESRCH;
8331         }
8332
8333         /* Prevent p going away */
8334         get_task_struct(p);
8335         rcu_read_unlock();
8336
8337         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
8338                 retval = -EINVAL;
8339                 goto out_put_task;
8340         }
8341
8342         if (!check_same_owner(p)) {
8343                 rcu_read_lock();
8344                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
8345                         rcu_read_unlock();
8346                         retval = -EPERM;
8347                         goto out_put_task;
8348                 }
8349                 rcu_read_unlock();
8350         }
8351
8352         retval = security_task_setscheduler(p);
8353         if (retval)
8354                 goto out_put_task;
8355
8356         /*
8357          * With non-SMP configs, user_cpus_ptr/user_mask isn't used and
8358          * alloc_user_cpus_ptr() returns NULL.
8359          */
8360         user_mask = alloc_user_cpus_ptr(NUMA_NO_NODE);
8361         if (user_mask) {
8362                 cpumask_copy(user_mask, in_mask);
8363         } else if (IS_ENABLED(CONFIG_SMP)) {
8364                 retval = -ENOMEM;
8365                 goto out_put_task;
8366         }
8367
8368         ac = (struct affinity_context){
8369                 .new_mask  = in_mask,
8370                 .user_mask = user_mask,
8371                 .flags     = SCA_USER,
8372         };
8373
8374         retval = __sched_setaffinity(p, &ac);
8375         kfree(ac.user_mask);
8376
8377 out_put_task:
8378         put_task_struct(p);
8379         return retval;
8380 }
8381
8382 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
8383                              struct cpumask *new_mask)
8384 {
8385         if (len < cpumask_size())
8386                 cpumask_clear(new_mask);
8387         else if (len > cpumask_size())
8388                 len = cpumask_size();
8389
8390         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
8391 }
8392
8393 /**
8394  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
8395  * @pid: pid of the process
8396  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8397  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
8398  *
8399  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
8400  */
8401 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8402                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8403 {
8404         cpumask_var_t new_mask;
8405         int retval;
8406
8407         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
8408                 return -ENOMEM;
8409
8410         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
8411         if (retval == 0)
8412                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
8413         free_cpumask_var(new_mask);
8414         return retval;
8415 }
8416
8417 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
8418 {
8419         struct task_struct *p;
8420         unsigned long flags;
8421         int retval;
8422
8423         rcu_read_lock();
8424
8425         retval = -ESRCH;
8426         p = find_process_by_pid(pid);
8427         if (!p)
8428                 goto out_unlock;
8429
8430         retval = security_task_getscheduler(p);
8431         if (retval)
8432                 goto out_unlock;
8433
8434         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
8435         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
8436         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
8437
8438 out_unlock:
8439         rcu_read_unlock();
8440
8441         return retval;
8442 }
8443
8444 /**
8445  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
8446  * @pid: pid of the process
8447  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
8448  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
8449  *
8450  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
8451  * error code otherwise.
8452  */
8453 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
8454                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
8455 {
8456         int ret;
8457         cpumask_var_t mask;
8458
8459         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
8460                 return -EINVAL;
8461         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
8462                 return -EINVAL;
8463
8464         if (!zalloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
8465                 return -ENOMEM;
8466
8467         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
8468         if (ret == 0) {
8469                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
8470
8471                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, cpumask_bits(mask), retlen))
8472                         ret = -EFAULT;
8473                 else
8474                         ret = retlen;
8475         }
8476         free_cpumask_var(mask);
8477
8478         return ret;
8479 }
8480
8481 static void do_sched_yield(void)
8482 {
8483         struct rq_flags rf;
8484         struct rq *rq;
8485
8486         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
8487
8488         schedstat_inc(rq->yld_count);
8489         current->sched_class->yield_task(rq);
8490
8491         preempt_disable();
8492         rq_unlock_irq(rq, &rf);
8493         sched_preempt_enable_no_resched();
8494
8495         schedule();
8496 }
8497
8498 /**
8499  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
8500  *
8501  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
8502  * other threads running on this CPU then this function will return.
8503  *
8504  * Return: 0.
8505  */
8506 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
8507 {
8508         do_sched_yield();
8509         return 0;
8510 }
8511
8512 #if !defined(CONFIG_PREEMPTION) || defined(CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC)
8513 int __sched __cond_resched(void)
8514 {
8515         if (should_resched(0)) {
8516                 preempt_schedule_common();
8517                 return 1;
8518         }
8519         /*
8520          * In preemptible kernels, ->rcu_read_lock_nesting tells the tick
8521          * whether the current CPU is in an RCU read-side critical section,
8522          * so the tick can report quiescent states even for CPUs looping
8523          * in kernel context.  In contrast, in non-preemptible kernels,
8524          * RCU readers leave no in-memory hints, which means that CPU-bound
8525          * processes executing in kernel context might never report an
8526          * RCU quiescent state.  Therefore, the following code causes
8527          * cond_resched() to report a quiescent state, but only when RCU
8528          * is in urgent need of one.
8529          */
8530 #ifndef CONFIG_PREEMPT_RCU
8531         rcu_all_qs();
8532 #endif
8533         return 0;
8534 }
8535 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched);
8536 #endif
8537
8538 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8539 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8540 #define cond_resched_dynamic_enabled    __cond_resched
8541 #define cond_resched_dynamic_disabled   ((void *)&__static_call_return0)
8542 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(cond_resched, __cond_resched);
8543 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(cond_resched);
8544
8545 #define might_resched_dynamic_enabled   __cond_resched
8546 #define might_resched_dynamic_disabled  ((void *)&__static_call_return0)
8547 DEFINE_STATIC_CALL_RET0(might_resched, __cond_resched);
8548 EXPORT_STATIC_CALL_TRAMP(might_resched);
8549 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8550 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_cond_resched);
8551 int __sched dynamic_cond_resched(void)
8552 {
8553         klp_sched_try_switch();
8554         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_cond_resched))
8555                 return 0;
8556         return __cond_resched();
8557 }
8558 EXPORT_SYMBOL(dynamic_cond_resched);
8559
8560 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sk_dynamic_might_resched);
8561 int __sched dynamic_might_resched(void)
8562 {
8563         if (!static_branch_unlikely(&sk_dynamic_might_resched))
8564                 return 0;
8565         return __cond_resched();
8566 }
8567 EXPORT_SYMBOL(dynamic_might_resched);
8568 #endif
8569 #endif
8570
8571 /*
8572  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
8573  * call schedule, and on return reacquire the lock.
8574  *
8575  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
8576  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
8577  * spin_unlock(), once by hand).
8578  */
8579 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
8580 {
8581         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8582         int ret = 0;
8583
8584         lockdep_assert_held(lock);
8585
8586         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
8587                 spin_unlock(lock);
8588                 if (!_cond_resched())
8589                         cpu_relax();
8590                 ret = 1;
8591                 spin_lock(lock);
8592         }
8593         return ret;
8594 }
8595 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
8596
8597 int __cond_resched_rwlock_read(rwlock_t *lock)
8598 {
8599         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8600         int ret = 0;
8601
8602         lockdep_assert_held_read(lock);
8603
8604         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8605                 read_unlock(lock);
8606                 if (!_cond_resched())
8607                         cpu_relax();
8608                 ret = 1;
8609                 read_lock(lock);
8610         }
8611         return ret;
8612 }
8613 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_read);
8614
8615 int __cond_resched_rwlock_write(rwlock_t *lock)
8616 {
8617         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
8618         int ret = 0;
8619
8620         lockdep_assert_held_write(lock);
8621
8622         if (rwlock_needbreak(lock) || resched) {
8623                 write_unlock(lock);
8624                 if (!_cond_resched())
8625                         cpu_relax();
8626                 ret = 1;
8627                 write_lock(lock);
8628         }
8629         return ret;
8630 }
8631 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_rwlock_write);
8632
8633 #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC
8634
8635 #ifdef CONFIG_GENERIC_ENTRY
8636 #include <linux/entry-common.h>
8637 #endif
8638
8639 /*
8640  * SC:cond_resched
8641  * SC:might_resched
8642  * SC:preempt_schedule
8643  * SC:preempt_schedule_notrace
8644  * SC:irqentry_exit_cond_resched
8645  *
8646  *
8647  * NONE:
8648  *   cond_resched               <- __cond_resched
8649  *   might_resched              <- RET0
8650  *   preempt_schedule           <- NOP
8651  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8652  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8653  *
8654  * VOLUNTARY:
8655  *   cond_resched               <- __cond_resched
8656  *   might_resched              <- __cond_resched
8657  *   preempt_schedule           <- NOP
8658  *   preempt_schedule_notrace   <- NOP
8659  *   irqentry_exit_cond_resched <- NOP
8660  *
8661  * FULL:
8662  *   cond_resched               <- RET0
8663  *   might_resched              <- RET0
8664  *   preempt_schedule           <- preempt_schedule
8665  *   preempt_schedule_notrace   <- preempt_schedule_notrace
8666  *   irqentry_exit_cond_resched <- irqentry_exit_cond_resched
8667  */
8668
8669 enum {
8670         preempt_dynamic_undefined = -1,
8671         preempt_dynamic_none,
8672         preempt_dynamic_voluntary,
8673         preempt_dynamic_full,
8674 };
8675
8676 int preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_undefined;
8677
8678 int sched_dynamic_mode(const char *str)
8679 {
8680         if (!strcmp(str, "none"))
8681                 return preempt_dynamic_none;
8682
8683         if (!strcmp(str, "voluntary"))
8684                 return preempt_dynamic_voluntary;
8685
8686         if (!strcmp(str, "full"))
8687                 return preempt_dynamic_full;
8688
8689         return -EINVAL;
8690 }
8691
8692 #if defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL)
8693 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_call_update(f, f##_dynamic_enabled)
8694 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_call_update(f, f##_dynamic_disabled)
8695 #elif defined(CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_KEY)
8696 #define preempt_dynamic_enable(f)       static_key_enable(&sk_dynamic_##f.key)
8697 #define preempt_dynamic_disable(f)      static_key_disable(&sk_dynamic_##f.key)
8698 #else
8699 #error "Unsupported PREEMPT_DYNAMIC mechanism"
8700 #endif
8701
8702 static DEFINE_MUTEX(sched_dynamic_mutex);
8703 static bool klp_override;
8704
8705 static void __sched_dynamic_update(int mode)
8706 {
8707         /*
8708          * Avoid {NONE,VOLUNTARY} -> FULL transitions from ever ending up in
8709          * the ZERO state, which is invalid.
8710          */
8711         if (!klp_override)
8712                 preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8713         preempt_dynamic_enable(might_resched);
8714         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8715         preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8716         preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8717
8718         switch (mode) {
8719         case preempt_dynamic_none:
8720                 if (!klp_override)
8721                         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8722                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8723                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8724                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8725                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8726                 if (mode != preempt_dynamic_mode)
8727                         pr_info("Dynamic Preempt: none\n");
8728                 break;
8729
8730         case preempt_dynamic_voluntary:
8731                 if (!klp_override)
8732                         preempt_dynamic_enable(cond_resched);
8733                 preempt_dynamic_enable(might_resched);
8734                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule);
8735                 preempt_dynamic_disable(preempt_schedule_notrace);
8736                 preempt_dynamic_disable(irqentry_exit_cond_resched);
8737                 if (mode != preempt_dynamic_mode)
8738                         pr_info("Dynamic Preempt: voluntary\n");
8739                 break;
8740
8741         case preempt_dynamic_full:
8742                 if (!klp_override)
8743                         preempt_dynamic_disable(cond_resched);
8744                 preempt_dynamic_disable(might_resched);
8745                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule);
8746                 preempt_dynamic_enable(preempt_schedule_notrace);
8747                 preempt_dynamic_enable(irqentry_exit_cond_resched);
8748                 if (mode != preempt_dynamic_mode)
8749                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8750                 break;
8751         }
8752
8753         preempt_dynamic_mode = mode;
8754 }
8755
8756 void sched_dynamic_update(int mode)
8757 {
8758         mutex_lock(&sched_dynamic_mutex);
8759         __sched_dynamic_update(mode);
8760         mutex_unlock(&sched_dynamic_mutex);
8761 }
8762
8763 #ifdef CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL
8764
8765 static int klp_cond_resched(void)
8766 {
8767         __klp_sched_try_switch();
8768         return __cond_resched();
8769 }
8770
8771 void sched_dynamic_klp_enable(void)
8772 {
8773         mutex_lock(&sched_dynamic_mutex);
8774
8775         klp_override = true;
8776         static_call_update(cond_resched, klp_cond_resched);
8777
8778         mutex_unlock(&sched_dynamic_mutex);
8779 }
8780
8781 void sched_dynamic_klp_disable(void)
8782 {
8783         mutex_lock(&sched_dynamic_mutex);
8784
8785         klp_override = false;
8786         __sched_dynamic_update(preempt_dynamic_mode);
8787
8788         mutex_unlock(&sched_dynamic_mutex);
8789 }
8790
8791 #endif /* CONFIG_HAVE_PREEMPT_DYNAMIC_CALL */
8792
8793 static int __init setup_preempt_mode(char *str)
8794 {
8795         int mode = sched_dynamic_mode(str);
8796         if (mode < 0) {
8797                 pr_warn("Dynamic Preempt: unsupported mode: %s\n", str);
8798                 return 0;
8799         }
8800
8801         sched_dynamic_update(mode);
8802         return 1;
8803 }
8804 __setup("preempt=", setup_preempt_mode);
8805
8806 static void __init preempt_dynamic_init(void)
8807 {
8808         if (preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined) {
8809                 if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_NONE)) {
8810                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_none);
8811                 } else if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_VOLUNTARY)) {
8812                         sched_dynamic_update(preempt_dynamic_voluntary);
8813                 } else {
8814                         /* Default static call setting, nothing to do */
8815                         WARN_ON_ONCE(!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT));
8816                         preempt_dynamic_mode = preempt_dynamic_full;
8817                         pr_info("Dynamic Preempt: full\n");
8818                 }
8819         }
8820 }
8821
8822 #define PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(mode) \
8823         bool preempt_model_##mode(void)                                          \
8824         {                                                                        \
8825                 WARN_ON_ONCE(preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_undefined); \
8826                 return preempt_dynamic_mode == preempt_dynamic_##mode;           \
8827         }                                                                        \
8828         EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_model_##mode)
8829
8830 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(none);
8831 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(voluntary);
8832 PREEMPT_MODEL_ACCESSOR(full);
8833
8834 #else /* !CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8835
8836 static inline void preempt_dynamic_init(void) { }
8837
8838 #endif /* #ifdef CONFIG_PREEMPT_DYNAMIC */
8839
8840 /**
8841  * yield - yield the current processor to other threads.
8842  *
8843  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
8844  *
8845  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
8846  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
8847  * it, it's already broken.
8848  *
8849  * Typical broken usage is:
8850  *
8851  * while (!event)
8852  *      yield();
8853  *
8854  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
8855  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
8856  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
8857  *
8858  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
8859  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
8860  * If you still want to use yield(), do not!
8861  */
8862 void __sched yield(void)
8863 {
8864         set_current_state(TASK_RUNNING);
8865         do_sched_yield();
8866 }
8867 EXPORT_SYMBOL(yield);
8868
8869 /**
8870  * yield_to - yield the current processor to another thread in
8871  * your thread group, or accelerate that thread toward the
8872  * processor it's on.
8873  * @p: target task
8874  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
8875  *
8876  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
8877  * can't go away on us before we can do any checks.
8878  *
8879  * Return:
8880  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
8881  *      false (0) if we failed to boost the target.
8882  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
8883  */
8884 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
8885 {
8886         struct task_struct *curr = current;
8887         struct rq *rq, *p_rq;
8888         unsigned long flags;
8889         int yielded = 0;
8890
8891         local_irq_save(flags);
8892         rq = this_rq();
8893
8894 again:
8895         p_rq = task_rq(p);
8896         /*
8897          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
8898          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
8899          */
8900         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
8901                 yielded = -ESRCH;
8902                 goto out_irq;
8903         }
8904
8905         double_rq_lock(rq, p_rq);
8906         if (task_rq(p) != p_rq) {
8907                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
8908                 goto again;
8909         }
8910
8911         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
8912                 goto out_unlock;
8913
8914         if (curr->sched_class != p->sched_class)
8915                 goto out_unlock;
8916
8917         if (task_on_cpu(p_rq, p) || !task_is_running(p))
8918                 goto out_unlock;
8919
8920         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p);
8921         if (yielded) {
8922                 schedstat_inc(rq->yld_count);
8923                 /*
8924                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
8925                  * fairness.
8926                  */
8927                 if (preempt && rq != p_rq)
8928                         resched_curr(p_rq);
8929         }
8930
8931 out_unlock:
8932         double_rq_unlock(rq, p_rq);
8933 out_irq:
8934         local_irq_restore(flags);
8935
8936         if (yielded > 0)
8937                 schedule();
8938
8939         return yielded;
8940 }
8941 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
8942
8943 int io_schedule_prepare(void)
8944 {
8945         int old_iowait = current->in_iowait;
8946
8947         current->in_iowait = 1;
8948         blk_flush_plug(current->plug, true);
8949         return old_iowait;
8950 }
8951
8952 void io_schedule_finish(int token)
8953 {
8954         current->in_iowait = token;
8955 }
8956
8957 /*
8958  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
8959  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
8960  */
8961 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
8962 {
8963         int token;
8964         long ret;
8965
8966         token = io_schedule_prepare();
8967         ret = schedule_timeout(timeout);
8968         io_schedule_finish(token);
8969
8970         return ret;
8971 }
8972 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
8973
8974 void __sched io_schedule(void)
8975 {
8976         int token;
8977
8978         token = io_schedule_prepare();
8979         schedule();
8980         io_schedule_finish(token);
8981 }
8982 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
8983
8984 /**
8985  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
8986  * @policy: scheduling class.
8987  *
8988  * Return: On success, this syscall returns the maximum
8989  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
8990  * On failure, a negative error code is returned.
8991  */
8992 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
8993 {
8994         int ret = -EINVAL;
8995
8996         switch (policy) {
8997         case SCHED_FIFO:
8998         case SCHED_RR:
8999                 ret = MAX_RT_PRIO-1;
9000                 break;
9001         case SCHED_DEADLINE:
9002         case SCHED_NORMAL:
9003         case SCHED_BATCH:
9004         case SCHED_IDLE:
9005                 ret = 0;
9006                 break;
9007         }
9008         return ret;
9009 }
9010
9011 /**
9012  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
9013  * @policy: scheduling class.
9014  *
9015  * Return: On success, this syscall returns the minimum
9016  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
9017  * On failure, a negative error code is returned.
9018  */
9019 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
9020 {
9021         int ret = -EINVAL;
9022
9023         switch (policy) {
9024         case SCHED_FIFO:
9025         case SCHED_RR:
9026                 ret = 1;
9027                 break;
9028         case SCHED_DEADLINE:
9029         case SCHED_NORMAL:
9030         case SCHED_BATCH:
9031         case SCHED_IDLE:
9032                 ret = 0;
9033         }
9034         return ret;
9035 }
9036
9037 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
9038 {
9039         struct task_struct *p;
9040         unsigned int time_slice;
9041         struct rq_flags rf;
9042         struct rq *rq;
9043         int retval;
9044
9045         if (pid < 0)
9046                 return -EINVAL;
9047
9048         retval = -ESRCH;
9049         rcu_read_lock();
9050         p = find_process_by_pid(pid);
9051         if (!p)
9052                 goto out_unlock;
9053
9054         retval = security_task_getscheduler(p);
9055         if (retval)
9056                 goto out_unlock;
9057
9058         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9059         time_slice = 0;
9060         if (p->sched_class->get_rr_interval)
9061                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
9062         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9063
9064         rcu_read_unlock();
9065         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
9066         return 0;
9067
9068 out_unlock:
9069         rcu_read_unlock();
9070         return retval;
9071 }
9072
9073 /**
9074  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
9075  * @pid: pid of the process.
9076  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
9077  *
9078  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
9079  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
9080  *
9081  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
9082  * an error code.
9083  */
9084 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
9085                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
9086 {
9087         struct timespec64 t;
9088         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
9089
9090         if (retval == 0)
9091                 retval = put_timespec64(&t, interval);
9092
9093         return retval;
9094 }
9095
9096 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
9097 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
9098                 struct old_timespec32 __user *, interval)
9099 {
9100         struct timespec64 t;
9101         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
9102
9103         if (retval == 0)
9104                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
9105         return retval;
9106 }
9107 #endif
9108
9109 void sched_show_task(struct task_struct *p)
9110 {
9111         unsigned long free = 0;
9112         int ppid;
9113
9114         if (!try_get_task_stack(p))
9115                 return;
9116
9117         pr_info("task:%-15.15s state:%c", p->comm, task_state_to_char(p));
9118
9119         if (task_is_running(p))
9120                 pr_cont("  running task    ");
9121 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
9122         free = stack_not_used(p);
9123 #endif
9124         ppid = 0;
9125         rcu_read_lock();
9126         if (pid_alive(p))
9127                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
9128         rcu_read_unlock();
9129         pr_cont(" stack:%-5lu pid:%-5d ppid:%-6d flags:0x%08lx\n",
9130                 free, task_pid_nr(p), ppid,
9131                 read_task_thread_flags(p));
9132
9133         print_worker_info(KERN_INFO, p);
9134         print_stop_info(KERN_INFO, p);
9135         show_stack(p, NULL, KERN_INFO);
9136         put_task_stack(p);
9137 }
9138 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
9139
9140 static inline bool
9141 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
9142 {
9143         unsigned int state = READ_ONCE(p->__state);
9144
9145         /* no filter, everything matches */
9146         if (!state_filter)
9147                 return true;
9148
9149         /* filter, but doesn't match */
9150         if (!(state & state_filter))
9151                 return false;
9152
9153         /*
9154          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
9155          * TASK_KILLABLE).
9156          */
9157         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && (state & TASK_NOLOAD))
9158                 return false;
9159
9160         return true;
9161 }
9162
9163
9164 void show_state_filter(unsigned int state_filter)
9165 {
9166         struct task_struct *g, *p;
9167
9168         rcu_read_lock();
9169         for_each_process_thread(g, p) {
9170                 /*
9171                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
9172                  * console might take a lot of time:
9173                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
9174                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
9175                  * an IPI.
9176                  */
9177                 touch_nmi_watchdog();
9178                 touch_all_softlockup_watchdogs();
9179                 if (state_filter_match(state_filter, p))
9180                         sched_show_task(p);
9181         }
9182
9183 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
9184         if (!state_filter)
9185                 sysrq_sched_debug_show();
9186 #endif
9187         rcu_read_unlock();
9188         /*
9189          * Only show locks if all tasks are dumped:
9190          */
9191         if (!state_filter)
9192                 debug_show_all_locks();
9193 }
9194
9195 /**
9196  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
9197  * @idle: task in question
9198  * @cpu: CPU the idle task belongs to
9199  *
9200  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
9201  * flag, to make booting more robust.
9202  */
9203 void __init init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
9204 {
9205 #ifdef CONFIG_SMP
9206         struct affinity_context ac = (struct affinity_context) {
9207                 .new_mask  = cpumask_of(cpu),
9208                 .flags     = 0,
9209         };
9210 #endif
9211         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9212         unsigned long flags;
9213
9214         __sched_fork(0, idle);
9215
9216         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
9217         raw_spin_rq_lock(rq);
9218
9219         idle->__state = TASK_RUNNING;
9220         idle->se.exec_start = sched_clock();
9221         /*
9222          * PF_KTHREAD should already be set at this point; regardless, make it
9223          * look like a proper per-CPU kthread.
9224          */
9225         idle->flags |= PF_IDLE | PF_KTHREAD | PF_NO_SETAFFINITY;
9226         kthread_set_per_cpu(idle, cpu);
9227
9228 #ifdef CONFIG_SMP
9229         /*
9230          * It's possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
9231          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
9232          *
9233          * And since this is boot we can forgo the serialization.
9234          */
9235         set_cpus_allowed_common(idle, &ac);
9236 #endif
9237         /*
9238          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
9239          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
9240          * lockdep check in task_group() will fail.
9241          *
9242          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
9243          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
9244          *
9245          * Silence PROVE_RCU
9246          */
9247         rcu_read_lock();
9248         __set_task_cpu(idle, cpu);
9249         rcu_read_unlock();
9250
9251         rq->idle = idle;
9252         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
9253         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
9254 #ifdef CONFIG_SMP
9255         idle->on_cpu = 1;
9256 #endif
9257         raw_spin_rq_unlock(rq);
9258         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
9259
9260         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
9261         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
9262
9263         /*
9264          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
9265          */
9266         idle->sched_class = &idle_sched_class;
9267         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
9268         vtime_init_idle(idle, cpu);
9269 #ifdef CONFIG_SMP
9270         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
9271 #endif
9272 }
9273
9274 #ifdef CONFIG_SMP
9275
9276 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
9277                               const struct cpumask *trial)
9278 {
9279         int ret = 1;
9280
9281         if (cpumask_empty(cur))
9282                 return ret;
9283
9284         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
9285
9286         return ret;
9287 }
9288
9289 int task_can_attach(struct task_struct *p,
9290                     const struct cpumask *cs_effective_cpus)
9291 {
9292         int ret = 0;
9293
9294         /*
9295          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
9296          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
9297          * affinity and isolating such threads by their set of
9298          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
9299          * applicable for such threads.  This prevents checking for
9300          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
9301          * before cpus_mask may be changed.
9302          */
9303         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
9304                 ret = -EINVAL;
9305                 goto out;
9306         }
9307
9308         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
9309                                               cs_effective_cpus)) {
9310                 int cpu = cpumask_any_and(cpu_active_mask, cs_effective_cpus);
9311
9312                 if (unlikely(cpu >= nr_cpu_ids))
9313                         return -EINVAL;
9314                 ret = dl_cpu_busy(cpu, p);
9315         }
9316
9317 out:
9318         return ret;
9319 }
9320
9321 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
9322
9323 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9324 /* Migrate current task p to target_cpu */
9325 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
9326 {
9327         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
9328         int curr_cpu = task_cpu(p);
9329
9330         if (curr_cpu == target_cpu)
9331                 return 0;
9332
9333         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
9334                 return -EINVAL;
9335
9336         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
9337
9338         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
9339         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
9340 }
9341
9342 /*
9343  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
9344  * tasks on the runqueues
9345  */
9346 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
9347 {
9348         bool queued, running;
9349         struct rq_flags rf;
9350         struct rq *rq;
9351
9352         rq = task_rq_lock(p, &rf);
9353         queued = task_on_rq_queued(p);
9354         running = task_current(rq, p);
9355
9356         if (queued)
9357                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
9358         if (running)
9359                 put_prev_task(rq, p);
9360
9361         p->numa_preferred_nid = nid;
9362
9363         if (queued)
9364                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
9365         if (running)
9366                 set_next_task(rq, p);
9367         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
9368 }
9369 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9370
9371 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9372 /*
9373  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
9374  * offline.
9375  */
9376 void idle_task_exit(void)
9377 {
9378         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
9379
9380         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
9381         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
9382
9383         if (mm != &init_mm) {
9384                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
9385                 finish_arch_post_lock_switch();
9386         }
9387
9388         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
9389 }
9390
9391 static int __balance_push_cpu_stop(void *arg)
9392 {
9393         struct task_struct *p = arg;
9394         struct rq *rq = this_rq();
9395         struct rq_flags rf;
9396         int cpu;
9397
9398         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
9399         rq_lock(rq, &rf);
9400
9401         update_rq_clock(rq);
9402
9403         if (task_rq(p) == rq && task_on_rq_queued(p)) {
9404                 cpu = select_fallback_rq(rq->cpu, p);
9405                 rq = __migrate_task(rq, &rf, p, cpu);
9406         }
9407
9408         rq_unlock(rq, &rf);
9409         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
9410
9411         put_task_struct(p);
9412
9413         return 0;
9414 }
9415
9416 static DEFINE_PER_CPU(struct cpu_stop_work, push_work);
9417
9418 /*
9419  * Ensure we only run per-cpu kthreads once the CPU goes !active.
9420  *
9421  * This is enabled below SCHED_AP_ACTIVE; when !cpu_active(), but only
9422  * effective when the hotplug motion is down.
9423  */
9424 static void balance_push(struct rq *rq)
9425 {
9426         struct task_struct *push_task = rq->curr;
9427
9428         lockdep_assert_rq_held(rq);
9429
9430         /*
9431          * Ensure the thing is persistent until balance_push_set(.on = false);
9432          */
9433         rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9434
9435         /*
9436          * Only active while going offline and when invoked on the outgoing
9437          * CPU.
9438          */
9439         if (!cpu_dying(rq->cpu) || rq != this_rq())
9440                 return;
9441
9442         /*
9443          * Both the cpu-hotplug and stop task are in this case and are
9444          * required to complete the hotplug process.
9445          */
9446         if (kthread_is_per_cpu(push_task) ||
9447             is_migration_disabled(push_task)) {
9448
9449                 /*
9450                  * If this is the idle task on the outgoing CPU try to wake
9451                  * up the hotplug control thread which might wait for the
9452                  * last task to vanish. The rcuwait_active() check is
9453                  * accurate here because the waiter is pinned on this CPU
9454                  * and can't obviously be running in parallel.
9455                  *
9456                  * On RT kernels this also has to check whether there are
9457                  * pinned and scheduled out tasks on the runqueue. They
9458                  * need to leave the migrate disabled section first.
9459                  */
9460                 if (!rq->nr_running && !rq_has_pinned_tasks(rq) &&
9461                     rcuwait_active(&rq->hotplug_wait)) {
9462                         raw_spin_rq_unlock(rq);
9463                         rcuwait_wake_up(&rq->hotplug_wait);
9464                         raw_spin_rq_lock(rq);
9465                 }
9466                 return;
9467         }
9468
9469         get_task_struct(push_task);
9470         /*
9471          * Temporarily drop rq->lock such that we can wake-up the stop task.
9472          * Both preemption and IRQs are still disabled.
9473          */
9474         raw_spin_rq_unlock(rq);
9475         stop_one_cpu_nowait(rq->cpu, __balance_push_cpu_stop, push_task,
9476                             this_cpu_ptr(&push_work));
9477         /*
9478          * At this point need_resched() is true and we'll take the loop in
9479          * schedule(). The next pick is obviously going to be the stop task
9480          * which kthread_is_per_cpu() and will push this task away.
9481          */
9482         raw_spin_rq_lock(rq);
9483 }
9484
9485 static void balance_push_set(int cpu, bool on)
9486 {
9487         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9488         struct rq_flags rf;
9489
9490         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9491         if (on) {
9492                 WARN_ON_ONCE(rq->balance_callback);
9493                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9494         } else if (rq->balance_callback == &balance_push_callback) {
9495                 rq->balance_callback = NULL;
9496         }
9497         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9498 }
9499
9500 /*
9501  * Invoked from a CPUs hotplug control thread after the CPU has been marked
9502  * inactive. All tasks which are not per CPU kernel threads are either
9503  * pushed off this CPU now via balance_push() or placed on a different CPU
9504  * during wakeup. Wait until the CPU is quiescent.
9505  */
9506 static void balance_hotplug_wait(void)
9507 {
9508         struct rq *rq = this_rq();
9509
9510         rcuwait_wait_event(&rq->hotplug_wait,
9511                            rq->nr_running == 1 && !rq_has_pinned_tasks(rq),
9512                            TASK_UNINTERRUPTIBLE);
9513 }
9514
9515 #else
9516
9517 static inline void balance_push(struct rq *rq)
9518 {
9519 }
9520
9521 static inline void balance_push_set(int cpu, bool on)
9522 {
9523 }
9524
9525 static inline void balance_hotplug_wait(void)
9526 {
9527 }
9528
9529 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
9530
9531 void set_rq_online(struct rq *rq)
9532 {
9533         if (!rq->online) {
9534                 const struct sched_class *class;
9535
9536                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9537                 rq->online = 1;
9538
9539                 for_each_class(class) {
9540                         if (class->rq_online)
9541                                 class->rq_online(rq);
9542                 }
9543         }
9544 }
9545
9546 void set_rq_offline(struct rq *rq)
9547 {
9548         if (rq->online) {
9549                 const struct sched_class *class;
9550
9551                 for_each_class(class) {
9552                         if (class->rq_offline)
9553                                 class->rq_offline(rq);
9554                 }
9555
9556                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
9557                 rq->online = 0;
9558         }
9559 }
9560
9561 /*
9562  * used to mark begin/end of suspend/resume:
9563  */
9564 static int num_cpus_frozen;
9565
9566 /*
9567  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
9568  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
9569  * around partition_sched_domains().
9570  *
9571  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
9572  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
9573  */
9574 static void cpuset_cpu_active(void)
9575 {
9576         if (cpuhp_tasks_frozen) {
9577                 /*
9578                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
9579                  * resume sequence. As long as this is not the last online
9580                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
9581                  * domain, ignoring cpusets.
9582                  */
9583                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9584                 if (--num_cpus_frozen)
9585                         return;
9586                 /*
9587                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
9588                  * restore the original sched domains by considering the
9589                  * cpuset configurations.
9590                  */
9591                 cpuset_force_rebuild();
9592         }
9593         cpuset_update_active_cpus();
9594 }
9595
9596 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
9597 {
9598         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
9599                 int ret = dl_cpu_busy(cpu, NULL);
9600
9601                 if (ret)
9602                         return ret;
9603                 cpuset_update_active_cpus();
9604         } else {
9605                 num_cpus_frozen++;
9606                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
9607         }
9608         return 0;
9609 }
9610
9611 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
9612 {
9613         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9614         struct rq_flags rf;
9615
9616         /*
9617          * Clear the balance_push callback and prepare to schedule
9618          * regular tasks.
9619          */
9620         balance_push_set(cpu, false);
9621
9622 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9623         /*
9624          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
9625          */
9626         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9627                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
9628 #endif
9629         set_cpu_active(cpu, true);
9630
9631         if (sched_smp_initialized) {
9632                 sched_update_numa(cpu, true);
9633                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
9634                 cpuset_cpu_active();
9635         }
9636
9637         /*
9638          * Put the rq online, if not already. This happens:
9639          *
9640          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
9641          *    after all CPUs have been brought up.
9642          *
9643          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
9644          *    domains.
9645          */
9646         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9647         if (rq->rd) {
9648                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9649                 set_rq_online(rq);
9650         }
9651         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9652
9653         return 0;
9654 }
9655
9656 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
9657 {
9658         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9659         struct rq_flags rf;
9660         int ret;
9661
9662         /*
9663          * Remove CPU from nohz.idle_cpus_mask to prevent participating in
9664          * load balancing when not active
9665          */
9666         nohz_balance_exit_idle(rq);
9667
9668         set_cpu_active(cpu, false);
9669
9670         /*
9671          * From this point forward, this CPU will refuse to run any task that
9672          * is not: migrate_disable() or KTHREAD_IS_PER_CPU, and will actively
9673          * push those tasks away until this gets cleared, see
9674          * sched_cpu_dying().
9675          */
9676         balance_push_set(cpu, true);
9677
9678         /*
9679          * We've cleared cpu_active_mask / set balance_push, wait for all
9680          * preempt-disabled and RCU users of this state to go away such that
9681          * all new such users will observe it.
9682          *
9683          * Specifically, we rely on ttwu to no longer target this CPU, see
9684          * ttwu_queue_cond() and is_cpu_allowed().
9685          *
9686          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
9687          */
9688         synchronize_rcu();
9689
9690         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9691         if (rq->rd) {
9692                 update_rq_clock(rq);
9693                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
9694                 set_rq_offline(rq);
9695         }
9696         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9697
9698 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
9699         /*
9700          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
9701          */
9702         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
9703                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
9704
9705         sched_core_cpu_deactivate(cpu);
9706 #endif
9707
9708         if (!sched_smp_initialized)
9709                 return 0;
9710
9711         sched_update_numa(cpu, false);
9712         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
9713         if (ret) {
9714                 balance_push_set(cpu, false);
9715                 set_cpu_active(cpu, true);
9716                 sched_update_numa(cpu, true);
9717                 return ret;
9718         }
9719         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
9720         return 0;
9721 }
9722
9723 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
9724 {
9725         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9726
9727         rq->calc_load_update = calc_load_update;
9728         update_max_interval();
9729 }
9730
9731 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
9732 {
9733         sched_core_cpu_starting(cpu);
9734         sched_rq_cpu_starting(cpu);
9735         sched_tick_start(cpu);
9736         return 0;
9737 }
9738
9739 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
9740
9741 /*
9742  * Invoked immediately before the stopper thread is invoked to bring the
9743  * CPU down completely. At this point all per CPU kthreads except the
9744  * hotplug thread (current) and the stopper thread (inactive) have been
9745  * either parked or have been unbound from the outgoing CPU. Ensure that
9746  * any of those which might be on the way out are gone.
9747  *
9748  * If after this point a bound task is being woken on this CPU then the
9749  * responsible hotplug callback has failed to do it's job.
9750  * sched_cpu_dying() will catch it with the appropriate fireworks.
9751  */
9752 int sched_cpu_wait_empty(unsigned int cpu)
9753 {
9754         balance_hotplug_wait();
9755         return 0;
9756 }
9757
9758 /*
9759  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta we
9760  * might have. Called from the CPU stopper task after ensuring that the
9761  * stopper is the last running task on the CPU, so nr_active count is
9762  * stable. We need to take the teardown thread which is calling this into
9763  * account, so we hand in adjust = 1 to the load calculation.
9764  *
9765  * Also see the comment "Global load-average calculations".
9766  */
9767 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
9768 {
9769         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
9770
9771         if (delta)
9772                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
9773 }
9774
9775 static void dump_rq_tasks(struct rq *rq, const char *loglvl)
9776 {
9777         struct task_struct *g, *p;
9778         int cpu = cpu_of(rq);
9779
9780         lockdep_assert_rq_held(rq);
9781
9782         printk("%sCPU%d enqueued tasks (%u total):\n", loglvl, cpu, rq->nr_running);
9783         for_each_process_thread(g, p) {
9784                 if (task_cpu(p) != cpu)
9785                         continue;
9786
9787                 if (!task_on_rq_queued(p))
9788                         continue;
9789
9790                 printk("%s\tpid: %d, name: %s\n", loglvl, p->pid, p->comm);
9791         }
9792 }
9793
9794 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
9795 {
9796         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9797         struct rq_flags rf;
9798
9799         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
9800         sched_tick_stop(cpu);
9801
9802         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9803         if (rq->nr_running != 1 || rq_has_pinned_tasks(rq)) {
9804                 WARN(true, "Dying CPU not properly vacated!");
9805                 dump_rq_tasks(rq, KERN_WARNING);
9806         }
9807         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9808
9809         calc_load_migrate(rq);
9810         update_max_interval();
9811         hrtick_clear(rq);
9812         sched_core_cpu_dying(cpu);
9813         return 0;
9814 }
9815 #endif
9816
9817 void __init sched_init_smp(void)
9818 {
9819         sched_init_numa(NUMA_NO_NODE);
9820
9821         /*
9822          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
9823          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
9824          * happen.
9825          */
9826         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
9827         sched_init_domains(cpu_active_mask);
9828         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
9829
9830         /* Move init over to a non-isolated CPU */
9831         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_TYPE_DOMAIN)) < 0)
9832                 BUG();
9833         current->flags &= ~PF_NO_SETAFFINITY;
9834         sched_init_granularity();
9835
9836         init_sched_rt_class();
9837         init_sched_dl_class();
9838
9839         sched_smp_initialized = true;
9840 }
9841
9842 static int __init migration_init(void)
9843 {
9844         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
9845         return 0;
9846 }
9847 early_initcall(migration_init);
9848
9849 #else
9850 void __init sched_init_smp(void)
9851 {
9852         sched_init_granularity();
9853 }
9854 #endif /* CONFIG_SMP */
9855
9856 int in_sched_functions(unsigned long addr)
9857 {
9858         return in_lock_functions(addr) ||
9859                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
9860                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
9861 }
9862
9863 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9864 /*
9865  * Default task group.
9866  * Every task in system belongs to this group at bootup.
9867  */
9868 struct task_group root_task_group;
9869 LIST_HEAD(task_groups);
9870
9871 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
9872 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
9873 #endif
9874
9875 void __init sched_init(void)
9876 {
9877         unsigned long ptr = 0;
9878         int i;
9879
9880         /* Make sure the linker didn't screw up */
9881         BUG_ON(&idle_sched_class != &fair_sched_class + 1 ||
9882                &fair_sched_class != &rt_sched_class + 1 ||
9883                &rt_sched_class   != &dl_sched_class + 1);
9884 #ifdef CONFIG_SMP
9885         BUG_ON(&dl_sched_class != &stop_sched_class + 1);
9886 #endif
9887
9888         wait_bit_init();
9889
9890 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9891         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9892 #endif
9893 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9894         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9895 #endif
9896         if (ptr) {
9897                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
9898
9899 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9900                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
9901                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9902
9903                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
9904                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9905
9906                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
9907                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
9908 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9909 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9910                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
9911                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9912
9913                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
9914                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
9915
9916 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9917         }
9918
9919         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
9920
9921 #ifdef CONFIG_SMP
9922         init_defrootdomain();
9923 #endif
9924
9925 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9926         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
9927                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
9928 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
9929
9930 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
9931         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
9932
9933         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
9934         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
9935         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
9936         autogroup_init(&init_task);
9937 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
9938
9939         for_each_possible_cpu(i) {
9940                 struct rq *rq;
9941
9942                 rq = cpu_rq(i);
9943                 raw_spin_lock_init(&rq->__lock);
9944                 rq->nr_running = 0;
9945                 rq->calc_load_active = 0;
9946                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
9947                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
9948                 init_rt_rq(&rq->rt);
9949                 init_dl_rq(&rq->dl);
9950 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
9951                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
9952                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
9953                 /*
9954                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
9955                  *
9956                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
9957                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
9958                  * system CPU resource is divided among the tasks of
9959                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
9960                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
9961                  * (se->load.weight).
9962                  *
9963                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
9964                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
9965                  * then A0's share of the CPU resource is:
9966                  *
9967                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
9968                  *
9969                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
9970                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
9971                  */
9972                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
9973 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
9974
9975                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
9976 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
9977                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
9978 #endif
9979 #ifdef CONFIG_SMP
9980                 rq->sd = NULL;
9981                 rq->rd = NULL;
9982                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
9983                 rq->balance_callback = &balance_push_callback;
9984                 rq->active_balance = 0;
9985                 rq->next_balance = jiffies;
9986                 rq->push_cpu = 0;
9987                 rq->cpu = i;
9988                 rq->online = 0;
9989                 rq->idle_stamp = 0;
9990                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
9991                 rq->wake_stamp = jiffies;
9992                 rq->wake_avg_idle = rq->avg_idle;
9993                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
9994
9995                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
9996
9997                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
9998 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9999                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
10000                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
10001
10002                 INIT_CSD(&rq->nohz_csd, nohz_csd_func, rq);
10003 #endif
10004 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
10005                 rcuwait_init(&rq->hotplug_wait);
10006 #endif
10007 #endif /* CONFIG_SMP */
10008                 hrtick_rq_init(rq);
10009                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
10010
10011 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
10012                 rq->core = rq;
10013                 rq->core_pick = NULL;
10014                 rq->core_enabled = 0;
10015                 rq->core_tree = RB_ROOT;
10016                 rq->core_forceidle_count = 0;
10017                 rq->core_forceidle_occupation = 0;
10018                 rq->core_forceidle_start = 0;
10019
10020                 rq->core_cookie = 0UL;
10021 #endif
10022                 zalloc_cpumask_var_node(&rq->scratch_mask, GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10023         }
10024
10025         set_load_weight(&init_task, false);
10026
10027         /*
10028          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
10029          */
10030         mmgrab_lazy_tlb(&init_mm);
10031         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
10032
10033         /*
10034          * The idle task doesn't need the kthread struct to function, but it
10035          * is dressed up as a per-CPU kthread and thus needs to play the part
10036          * if we want to avoid special-casing it in code that deals with per-CPU
10037          * kthreads.
10038          */
10039         WARN_ON(!set_kthread_struct(current));
10040
10041         /*
10042          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
10043          * called from this thread, however somewhere below it might be,
10044          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
10045          * when this runqueue becomes "idle".
10046          */
10047         init_idle(current, smp_processor_id());
10048
10049         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
10050
10051 #ifdef CONFIG_SMP
10052         idle_thread_set_boot_cpu();
10053         balance_push_set(smp_processor_id(), false);
10054 #endif
10055         init_sched_fair_class();
10056
10057         psi_init();
10058
10059         init_uclamp();
10060
10061         preempt_dynamic_init();
10062
10063         scheduler_running = 1;
10064 }
10065
10066 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
10067
10068 void __might_sleep(const char *file, int line)
10069 {
10070         unsigned int state = get_current_state();
10071         /*
10072          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
10073          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
10074          * otherwise we will destroy state.
10075          */
10076         WARN_ONCE(state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
10077                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
10078                         "state=%x set at [<%p>] %pS\n", state,
10079                         (void *)current->task_state_change,
10080                         (void *)current->task_state_change);
10081
10082         __might_resched(file, line, 0);
10083 }
10084 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
10085
10086 static void print_preempt_disable_ip(int preempt_offset, unsigned long ip)
10087 {
10088         if (!IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT))
10089                 return;
10090
10091         if (preempt_count() == preempt_offset)
10092                 return;
10093
10094         pr_err("Preemption disabled at:");
10095         print_ip_sym(KERN_ERR, ip);
10096 }
10097
10098 static inline bool resched_offsets_ok(unsigned int offsets)
10099 {
10100         unsigned int nested = preempt_count();
10101
10102         nested += rcu_preempt_depth() << MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT;
10103
10104         return nested == offsets;
10105 }
10106
10107 void __might_resched(const char *file, int line, unsigned int offsets)
10108 {
10109         /* Ratelimiting timestamp: */
10110         static unsigned long prev_jiffy;
10111
10112         unsigned long preempt_disable_ip;
10113
10114         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
10115         rcu_sleep_check();
10116
10117         if ((resched_offsets_ok(offsets) && !irqs_disabled() &&
10118              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
10119             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
10120             oops_in_progress)
10121                 return;
10122
10123         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10124                 return;
10125         prev_jiffy = jiffies;
10126
10127         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
10128         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
10129
10130         pr_err("BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
10131                file, line);
10132         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
10133                in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
10134                current->pid, current->comm);
10135         pr_err("preempt_count: %x, expected: %x\n", preempt_count(),
10136                offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK);
10137
10138         if (IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_RCU)) {
10139                 pr_err("RCU nest depth: %d, expected: %u\n",
10140                        rcu_preempt_depth(), offsets >> MIGHT_RESCHED_RCU_SHIFT);
10141         }
10142
10143         if (task_stack_end_corrupted(current))
10144                 pr_emerg("Thread overran stack, or stack corrupted\n");
10145
10146         debug_show_held_locks(current);
10147         if (irqs_disabled())
10148                 print_irqtrace_events(current);
10149
10150         print_preempt_disable_ip(offsets & MIGHT_RESCHED_PREEMPT_MASK,
10151                                  preempt_disable_ip);
10152
10153         dump_stack();
10154         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10155 }
10156 EXPORT_SYMBOL(__might_resched);
10157
10158 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
10159 {
10160         static unsigned long prev_jiffy;
10161
10162         if (irqs_disabled())
10163                 return;
10164
10165         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
10166                 return;
10167
10168         if (preempt_count() > preempt_offset)
10169                 return;
10170
10171         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10172                 return;
10173         prev_jiffy = jiffies;
10174
10175         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
10176         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
10177                         in_atomic(), irqs_disabled(),
10178                         current->pid, current->comm);
10179
10180         debug_show_held_locks(current);
10181         dump_stack();
10182         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10183 }
10184 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
10185
10186 #ifdef CONFIG_SMP
10187 void __cant_migrate(const char *file, int line)
10188 {
10189         static unsigned long prev_jiffy;
10190
10191         if (irqs_disabled())
10192                 return;
10193
10194         if (is_migration_disabled(current))
10195                 return;
10196
10197         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
10198                 return;
10199
10200         if (preempt_count() > 0)
10201                 return;
10202
10203         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
10204                 return;
10205         prev_jiffy = jiffies;
10206
10207         pr_err("BUG: assuming non migratable context at %s:%d\n", file, line);
10208         pr_err("in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, migration_disabled() %u pid: %d, name: %s\n",
10209                in_atomic(), irqs_disabled(), is_migration_disabled(current),
10210                current->pid, current->comm);
10211
10212         debug_show_held_locks(current);
10213         dump_stack();
10214         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
10215 }
10216 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_migrate);
10217 #endif
10218 #endif
10219
10220 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
10221 void normalize_rt_tasks(void)
10222 {
10223         struct task_struct *g, *p;
10224         struct sched_attr attr = {
10225                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
10226         };
10227
10228         read_lock(&tasklist_lock);
10229         for_each_process_thread(g, p) {
10230                 /*
10231                  * Only normalize user tasks:
10232                  */
10233                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
10234                         continue;
10235
10236                 p->se.exec_start = 0;
10237                 schedstat_set(p->stats.wait_start,  0);
10238                 schedstat_set(p->stats.sleep_start, 0);
10239                 schedstat_set(p->stats.block_start, 0);
10240
10241                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
10242                         /*
10243                          * Renice negative nice level userspace
10244                          * tasks back to 0:
10245                          */
10246                         if (task_nice(p) < 0)
10247                                 set_user_nice(p, 0);
10248                         continue;
10249                 }
10250
10251                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
10252         }
10253         read_unlock(&tasklist_lock);
10254 }
10255
10256 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
10257
10258 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
10259 /*
10260  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
10261  *
10262  * They can only be called when the whole system has been
10263  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
10264  * activity can take place. Using them for anything else would
10265  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
10266  * under any other configuration.
10267  */
10268
10269 /**
10270  * curr_task - return the current task for a given CPU.
10271  * @cpu: the processor in question.
10272  *
10273  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10274  *
10275  * Return: The current task for @cpu.
10276  */
10277 struct task_struct *curr_task(int cpu)
10278 {
10279         return cpu_curr(cpu);
10280 }
10281
10282 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
10283
10284 #ifdef CONFIG_IA64
10285 /**
10286  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
10287  * @cpu: the processor in question.
10288  * @p: the task pointer to set.
10289  *
10290  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
10291  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
10292  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
10293  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
10294  * and caller must save the original value of the current task (see
10295  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
10296  * re-starting the system.
10297  *
10298  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
10299  */
10300 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
10301 {
10302         cpu_curr(cpu) = p;
10303 }
10304
10305 #endif
10306
10307 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
10308 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
10309 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
10310
10311 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
10312                                             struct task_group *parent)
10313 {
10314 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10315         enum uclamp_id clamp_id;
10316
10317         for_each_clamp_id(clamp_id) {
10318                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
10319                               uclamp_none(clamp_id), false);
10320                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
10321         }
10322 #endif
10323 }
10324
10325 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
10326 {
10327         free_fair_sched_group(tg);
10328         free_rt_sched_group(tg);
10329         autogroup_free(tg);
10330         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
10331 }
10332
10333 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rcu)
10334 {
10335         sched_free_group(container_of(rcu, struct task_group, rcu));
10336 }
10337
10338 static void sched_unregister_group(struct task_group *tg)
10339 {
10340         unregister_fair_sched_group(tg);
10341         unregister_rt_sched_group(tg);
10342         /*
10343          * We have to wait for yet another RCU grace period to expire, as
10344          * print_cfs_stats() might run concurrently.
10345          */
10346         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
10347 }
10348
10349 /* allocate runqueue etc for a new task group */
10350 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
10351 {
10352         struct task_group *tg;
10353
10354         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
10355         if (!tg)
10356                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10357
10358         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
10359                 goto err;
10360
10361         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
10362                 goto err;
10363
10364         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
10365
10366         return tg;
10367
10368 err:
10369         sched_free_group(tg);
10370         return ERR_PTR(-ENOMEM);
10371 }
10372
10373 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10374 {
10375         unsigned long flags;
10376
10377         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10378         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
10379
10380         /* Root should already exist: */
10381         WARN_ON(!parent);
10382
10383         tg->parent = parent;
10384         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
10385         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
10386         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10387
10388         online_fair_sched_group(tg);
10389 }
10390
10391 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
10392 static void sched_unregister_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
10393 {
10394         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
10395         sched_unregister_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
10396 }
10397
10398 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
10399 {
10400         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
10401         call_rcu(&tg->rcu, sched_unregister_group_rcu);
10402 }
10403
10404 void sched_release_group(struct task_group *tg)
10405 {
10406         unsigned long flags;
10407
10408         /*
10409          * Unlink first, to avoid walk_tg_tree_from() from finding us (via
10410          * sched_cfs_period_timer()).
10411          *
10412          * For this to be effective, we have to wait for all pending users of
10413          * this task group to leave their RCU critical section to ensure no new
10414          * user will see our dying task group any more. Specifically ensure
10415          * that tg_unthrottle_up() won't add decayed cfs_rq's to it.
10416          *
10417          * We therefore defer calling unregister_fair_sched_group() to
10418          * sched_unregister_group() which is guarantied to get called only after the
10419          * current RCU grace period has expired.
10420          */
10421         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
10422         list_del_rcu(&tg->list);
10423         list_del_rcu(&tg->siblings);
10424         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
10425 }
10426
10427 static struct task_group *sched_get_task_group(struct task_struct *tsk)
10428 {
10429         struct task_group *tg;
10430
10431         /*
10432          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
10433          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
10434          * to prevent lockdep warnings.
10435          */
10436         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
10437                           struct task_group, css);
10438         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
10439
10440         return tg;
10441 }
10442
10443 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, struct task_group *group)
10444 {
10445         tsk->sched_task_group = group;
10446
10447 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10448         if (tsk->sched_class->task_change_group)
10449                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk);
10450         else
10451 #endif
10452                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
10453 }
10454
10455 /*
10456  * Change task's runqueue when it moves between groups.
10457  *
10458  * The caller of this function should have put the task in its new group by
10459  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
10460  * its new group.
10461  */
10462 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
10463 {
10464         int queued, running, queue_flags =
10465                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
10466         struct task_group *group;
10467         struct rq_flags rf;
10468         struct rq *rq;
10469
10470         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
10471         /*
10472          * Esp. with SCHED_AUTOGROUP enabled it is possible to get superfluous
10473          * group changes.
10474          */
10475         group = sched_get_task_group(tsk);
10476         if (group == tsk->sched_task_group)
10477                 goto unlock;
10478
10479         update_rq_clock(rq);
10480
10481         running = task_current(rq, tsk);
10482         queued = task_on_rq_queued(tsk);
10483
10484         if (queued)
10485                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
10486         if (running)
10487                 put_prev_task(rq, tsk);
10488
10489         sched_change_group(tsk, group);
10490
10491         if (queued)
10492                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
10493         if (running) {
10494                 set_next_task(rq, tsk);
10495                 /*
10496                  * After changing group, the running task may have joined a
10497                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
10498                  * resched to make sure that task can still run.
10499                  */
10500                 resched_curr(rq);
10501         }
10502
10503 unlock:
10504         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
10505 }
10506
10507 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
10508 {
10509         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
10510 }
10511
10512 static struct cgroup_subsys_state *
10513 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
10514 {
10515         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
10516         struct task_group *tg;
10517
10518         if (!parent) {
10519                 /* This is early initialization for the top cgroup */
10520                 return &root_task_group.css;
10521         }
10522
10523         tg = sched_create_group(parent);
10524         if (IS_ERR(tg))
10525                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
10526
10527         return &tg->css;
10528 }
10529
10530 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
10531 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
10532 {
10533         struct task_group *tg = css_tg(css);
10534         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
10535
10536         if (parent)
10537                 sched_online_group(tg, parent);
10538
10539 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10540         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
10541         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10542         rcu_read_lock();
10543         cpu_util_update_eff(css);
10544         rcu_read_unlock();
10545         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10546 #endif
10547
10548         return 0;
10549 }
10550
10551 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
10552 {
10553         struct task_group *tg = css_tg(css);
10554
10555         sched_release_group(tg);
10556 }
10557
10558 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
10559 {
10560         struct task_group *tg = css_tg(css);
10561
10562         /*
10563          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
10564          */
10565         sched_unregister_group(tg);
10566 }
10567
10568 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
10569 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10570 {
10571         struct task_struct *task;
10572         struct cgroup_subsys_state *css;
10573
10574         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
10575                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
10576                         return -EINVAL;
10577         }
10578         return 0;
10579 }
10580 #endif
10581
10582 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
10583 {
10584         struct task_struct *task;
10585         struct cgroup_subsys_state *css;
10586
10587         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
10588                 sched_move_task(task);
10589 }
10590
10591 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
10592 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
10593 {
10594         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
10595         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
10596         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
10597         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
10598         enum uclamp_id clamp_id;
10599         unsigned int clamps;
10600
10601         lockdep_assert_held(&uclamp_mutex);
10602         SCHED_WARN_ON(!rcu_read_lock_held());
10603
10604         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
10605                 uc_parent = css_tg(css)->parent
10606                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
10607
10608                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10609                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
10610                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
10611                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
10612                         if (uc_parent &&
10613                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
10614                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
10615                         }
10616                 }
10617                 /* Ensure protection is always capped by limit */
10618                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
10619
10620                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
10621                 clamps = 0x0;
10622                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
10623                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
10624                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
10625                                 continue;
10626                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
10627                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
10628                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
10629                 }
10630                 if (!clamps) {
10631                         css = css_rightmost_descendant(css);
10632                         continue;
10633                 }
10634
10635                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
10636                 uclamp_update_active_tasks(css);
10637         }
10638 }
10639
10640 /*
10641  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
10642  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
10643  * character constant, use two levels of macros.
10644  */
10645 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
10646 #define POW10(exp) _POW10(exp)
10647
10648 struct uclamp_request {
10649 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
10650 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
10651         s64 percent;
10652         u64 util;
10653         int ret;
10654 };
10655
10656 static inline struct uclamp_request
10657 capacity_from_percent(char *buf)
10658 {
10659         struct uclamp_request req = {
10660                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
10661                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
10662                 .ret = 0,
10663         };
10664
10665         buf = strim(buf);
10666         if (strcmp(buf, "max")) {
10667                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
10668                                              &req.percent);
10669                 if (req.ret)
10670                         return req;
10671                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
10672                         req.ret = -ERANGE;
10673                         return req;
10674                 }
10675
10676                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
10677                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
10678         }
10679
10680         return req;
10681 }
10682
10683 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
10684                                 size_t nbytes, loff_t off,
10685                                 enum uclamp_id clamp_id)
10686 {
10687         struct uclamp_request req;
10688         struct task_group *tg;
10689
10690         req = capacity_from_percent(buf);
10691         if (req.ret)
10692                 return req.ret;
10693
10694         static_branch_enable(&sched_uclamp_used);
10695
10696         mutex_lock(&uclamp_mutex);
10697         rcu_read_lock();
10698
10699         tg = css_tg(of_css(of));
10700         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
10701                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
10702
10703         /*
10704          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
10705          * exact requested value
10706          */
10707         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
10708
10709         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
10710         cpu_util_update_eff(of_css(of));
10711
10712         rcu_read_unlock();
10713         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
10714
10715         return nbytes;
10716 }
10717
10718 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
10719                                     char *buf, size_t nbytes,
10720                                     loff_t off)
10721 {
10722         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
10723 }
10724
10725 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
10726                                     char *buf, size_t nbytes,
10727                                     loff_t off)
10728 {
10729         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
10730 }
10731
10732 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
10733                                     enum uclamp_id clamp_id)
10734 {
10735         struct task_group *tg;
10736         u64 util_clamp;
10737         u64 percent;
10738         u32 rem;
10739
10740         rcu_read_lock();
10741         tg = css_tg(seq_css(sf));
10742         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
10743         rcu_read_unlock();
10744
10745         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
10746                 seq_puts(sf, "max\n");
10747                 return;
10748         }
10749
10750         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
10751         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
10752         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
10753 }
10754
10755 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
10756 {
10757         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
10758         return 0;
10759 }
10760
10761 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
10762 {
10763         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
10764         return 0;
10765 }
10766 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
10767
10768 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10769 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10770                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
10771 {
10772         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
10773                 shareval = MAX_SHARES;
10774         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
10775 }
10776
10777 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10778                                struct cftype *cft)
10779 {
10780         struct task_group *tg = css_tg(css);
10781
10782         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
10783 }
10784
10785 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
10786 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
10787
10788 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
10789 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
10790 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
10791 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
10792
10793 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
10794
10795 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota,
10796                                 u64 burst)
10797 {
10798         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
10799         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
10800
10801         if (tg == &root_task_group)
10802                 return -EINVAL;
10803
10804         /*
10805          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
10806          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
10807          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
10808          */
10809         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
10810                 return -EINVAL;
10811
10812         /*
10813          * Likewise, bound things on the other side by preventing insane quota
10814          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
10815          * feasibility.
10816          */
10817         if (period > max_cfs_quota_period)
10818                 return -EINVAL;
10819
10820         /*
10821          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
10822          */
10823         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
10824                 return -EINVAL;
10825
10826         if (quota != RUNTIME_INF && (burst > quota ||
10827                                      burst + quota > max_cfs_runtime))
10828                 return -EINVAL;
10829
10830         /*
10831          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
10832          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
10833          */
10834         cpus_read_lock();
10835         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
10836         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
10837         if (ret)
10838                 goto out_unlock;
10839
10840         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
10841         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
10842         /*
10843          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
10844          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
10845          */
10846         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
10847                 cfs_bandwidth_usage_inc();
10848         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
10849         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
10850         cfs_b->quota = quota;
10851         cfs_b->burst = burst;
10852
10853         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
10854
10855         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
10856         if (runtime_enabled)
10857                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
10858
10859         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
10860
10861         for_each_online_cpu(i) {
10862                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
10863                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
10864                 struct rq_flags rf;
10865
10866                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10867                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
10868                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
10869
10870                 if (cfs_rq->throttled)
10871                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
10872                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10873         }
10874         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
10875                 cfs_bandwidth_usage_dec();
10876 out_unlock:
10877         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
10878         cpus_read_unlock();
10879
10880         return ret;
10881 }
10882
10883 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
10884 {
10885         u64 quota, period, burst;
10886
10887         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10888         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10889         if (cfs_quota_us < 0)
10890                 quota = RUNTIME_INF;
10891         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10892                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
10893         else
10894                 return -EINVAL;
10895
10896         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10897 }
10898
10899 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
10900 {
10901         u64 quota_us;
10902
10903         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
10904                 return -1;
10905
10906         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
10907         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
10908
10909         return quota_us;
10910 }
10911
10912 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
10913 {
10914         u64 quota, period, burst;
10915
10916         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10917                 return -EINVAL;
10918
10919         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
10920         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10921         burst = tg->cfs_bandwidth.burst;
10922
10923         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10924 }
10925
10926 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
10927 {
10928         u64 cfs_period_us;
10929
10930         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10931         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
10932
10933         return cfs_period_us;
10934 }
10935
10936 static int tg_set_cfs_burst(struct task_group *tg, long cfs_burst_us)
10937 {
10938         u64 quota, period, burst;
10939
10940         if ((u64)cfs_burst_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
10941                 return -EINVAL;
10942
10943         burst = (u64)cfs_burst_us * NSEC_PER_USEC;
10944         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
10945         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
10946
10947         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
10948 }
10949
10950 static long tg_get_cfs_burst(struct task_group *tg)
10951 {
10952         u64 burst_us;
10953
10954         burst_us = tg->cfs_bandwidth.burst;
10955         do_div(burst_us, NSEC_PER_USEC);
10956
10957         return burst_us;
10958 }
10959
10960 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10961                                   struct cftype *cft)
10962 {
10963         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
10964 }
10965
10966 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
10967                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
10968 {
10969         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
10970 }
10971
10972 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10973                                    struct cftype *cft)
10974 {
10975         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
10976 }
10977
10978 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10979                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
10980 {
10981         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
10982 }
10983
10984 static u64 cpu_cfs_burst_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10985                                   struct cftype *cft)
10986 {
10987         return tg_get_cfs_burst(css_tg(css));
10988 }
10989
10990 static int cpu_cfs_burst_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
10991                                    struct cftype *cftype, u64 cfs_burst_us)
10992 {
10993         return tg_set_cfs_burst(css_tg(css), cfs_burst_us);
10994 }
10995
10996 struct cfs_schedulable_data {
10997         struct task_group *tg;
10998         u64 period, quota;
10999 };
11000
11001 /*
11002  * normalize group quota/period to be quota/max_period
11003  * note: units are usecs
11004  */
11005 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
11006                                struct cfs_schedulable_data *d)
11007 {
11008         u64 quota, period;
11009
11010         if (tg == d->tg) {
11011                 period = d->period;
11012                 quota = d->quota;
11013         } else {
11014                 period = tg_get_cfs_period(tg);
11015                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
11016         }
11017
11018         /* note: these should typically be equivalent */
11019         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
11020                 return RUNTIME_INF;
11021
11022         return to_ratio(period, quota);
11023 }
11024
11025 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
11026 {
11027         struct cfs_schedulable_data *d = data;
11028         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
11029         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
11030
11031         if (!tg->parent) {
11032                 quota = RUNTIME_INF;
11033         } else {
11034                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
11035
11036                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
11037                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
11038
11039                 /*
11040                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
11041                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
11042                  * limit is set:
11043                  */
11044                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
11045                         quota = min(quota, parent_quota);
11046                 } else {
11047                         if (quota == RUNTIME_INF)
11048                                 quota = parent_quota;
11049                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
11050                                 return -EINVAL;
11051                 }
11052         }
11053         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
11054
11055         return 0;
11056 }
11057
11058 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
11059 {
11060         int ret;
11061         struct cfs_schedulable_data data = {
11062                 .tg = tg,
11063                 .period = period,
11064                 .quota = quota,
11065         };
11066
11067         if (quota != RUNTIME_INF) {
11068                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
11069                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
11070         }
11071
11072         rcu_read_lock();
11073         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
11074         rcu_read_unlock();
11075
11076         return ret;
11077 }
11078
11079 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
11080 {
11081         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11082         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
11083
11084         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
11085         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
11086         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
11087
11088         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
11089                 struct sched_statistics *stats;
11090                 u64 ws = 0;
11091                 int i;
11092
11093                 for_each_possible_cpu(i) {
11094                         stats = __schedstats_from_se(tg->se[i]);
11095                         ws += schedstat_val(stats->wait_sum);
11096                 }
11097
11098                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
11099         }
11100
11101         seq_printf(sf, "nr_bursts %d\n", cfs_b->nr_burst);
11102         seq_printf(sf, "burst_time %llu\n", cfs_b->burst_time);
11103
11104         return 0;
11105 }
11106 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
11107 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11108
11109 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11110 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
11111                                 struct cftype *cft, s64 val)
11112 {
11113         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
11114 }
11115
11116 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
11117                                struct cftype *cft)
11118 {
11119         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
11120 }
11121
11122 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
11123                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
11124 {
11125         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
11126 }
11127
11128 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
11129                                    struct cftype *cft)
11130 {
11131         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
11132 }
11133 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
11134
11135 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11136 static s64 cpu_idle_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11137                                struct cftype *cft)
11138 {
11139         return css_tg(css)->idle;
11140 }
11141
11142 static int cpu_idle_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11143                                 struct cftype *cft, s64 idle)
11144 {
11145         return sched_group_set_idle(css_tg(css), idle);
11146 }
11147 #endif
11148
11149 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
11150 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11151         {
11152                 .name = "shares",
11153                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
11154                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
11155         },
11156         {
11157                 .name = "idle",
11158                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11159                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11160         },
11161 #endif
11162 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11163         {
11164                 .name = "cfs_quota_us",
11165                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
11166                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
11167         },
11168         {
11169                 .name = "cfs_period_us",
11170                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
11171                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
11172         },
11173         {
11174                 .name = "cfs_burst_us",
11175                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11176                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11177         },
11178         {
11179                 .name = "stat",
11180                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
11181         },
11182 #endif
11183 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11184         {
11185                 .name = "rt_runtime_us",
11186                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
11187                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
11188         },
11189         {
11190                 .name = "rt_period_us",
11191                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
11192                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
11193         },
11194 #endif
11195 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11196         {
11197                 .name = "uclamp.min",
11198                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11199                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11200                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11201         },
11202         {
11203                 .name = "uclamp.max",
11204                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11205                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11206                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11207         },
11208 #endif
11209         { }     /* Terminate */
11210 };
11211
11212 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
11213                                struct cgroup_subsys_state *css)
11214 {
11215 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11216         {
11217                 struct task_group *tg = css_tg(css);
11218                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
11219                 u64 throttled_usec, burst_usec;
11220
11221                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
11222                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
11223                 burst_usec = cfs_b->burst_time;
11224                 do_div(burst_usec, NSEC_PER_USEC);
11225
11226                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
11227                            "nr_throttled %d\n"
11228                            "throttled_usec %llu\n"
11229                            "nr_bursts %d\n"
11230                            "burst_usec %llu\n",
11231                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
11232                            throttled_usec, cfs_b->nr_burst, burst_usec);
11233         }
11234 #endif
11235         return 0;
11236 }
11237
11238 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11239 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11240                                struct cftype *cft)
11241 {
11242         struct task_group *tg = css_tg(css);
11243         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
11244
11245         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
11246 }
11247
11248 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
11249                                 struct cftype *cft, u64 weight)
11250 {
11251         /*
11252          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
11253          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
11254          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
11255          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
11256          * the original value over the entire range.
11257          */
11258         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
11259                 return -ERANGE;
11260
11261         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
11262
11263         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11264 }
11265
11266 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11267                                     struct cftype *cft)
11268 {
11269         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
11270         int last_delta = INT_MAX;
11271         int prio, delta;
11272
11273         /* find the closest nice value to the current weight */
11274         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
11275                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
11276                 if (delta >= last_delta)
11277                         break;
11278                 last_delta = delta;
11279         }
11280
11281         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
11282 }
11283
11284 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
11285                                      struct cftype *cft, s64 nice)
11286 {
11287         unsigned long weight;
11288         int idx;
11289
11290         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
11291                 return -ERANGE;
11292
11293         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
11294         idx = array_index_nospec(idx, 40);
11295         weight = sched_prio_to_weight[idx];
11296
11297         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
11298 }
11299 #endif
11300
11301 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
11302                                                   long period, long quota)
11303 {
11304         if (quota < 0)
11305                 seq_puts(sf, "max");
11306         else
11307                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
11308
11309         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
11310 }
11311
11312 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
11313 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
11314                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
11315 {
11316         char tok[21];   /* U64_MAX */
11317
11318         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
11319                 return -EINVAL;
11320
11321         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
11322
11323         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
11324                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
11325         else if (!strcmp(tok, "max"))
11326                 *quotap = RUNTIME_INF;
11327         else
11328                 return -EINVAL;
11329
11330         return 0;
11331 }
11332
11333 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11334 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
11335 {
11336         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
11337
11338         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
11339         return 0;
11340 }
11341
11342 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
11343                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
11344 {
11345         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
11346         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
11347         u64 burst = tg_get_cfs_burst(tg);
11348         u64 quota;
11349         int ret;
11350
11351         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
11352         if (!ret)
11353                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota, burst);
11354         return ret ?: nbytes;
11355 }
11356 #endif
11357
11358 static struct cftype cpu_files[] = {
11359 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11360         {
11361                 .name = "weight",
11362                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11363                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
11364                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
11365         },
11366         {
11367                 .name = "weight.nice",
11368                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11369                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
11370                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
11371         },
11372         {
11373                 .name = "idle",
11374                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11375                 .read_s64 = cpu_idle_read_s64,
11376                 .write_s64 = cpu_idle_write_s64,
11377         },
11378 #endif
11379 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
11380         {
11381                 .name = "max",
11382                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11383                 .seq_show = cpu_max_show,
11384                 .write = cpu_max_write,
11385         },
11386         {
11387                 .name = "max.burst",
11388                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11389                 .read_u64 = cpu_cfs_burst_read_u64,
11390                 .write_u64 = cpu_cfs_burst_write_u64,
11391         },
11392 #endif
11393 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
11394         {
11395                 .name = "uclamp.min",
11396                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11397                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
11398                 .write = cpu_uclamp_min_write,
11399         },
11400         {
11401                 .name = "uclamp.max",
11402                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
11403                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
11404                 .write = cpu_uclamp_max_write,
11405         },
11406 #endif
11407         { }     /* terminate */
11408 };
11409
11410 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
11411         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
11412         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
11413         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
11414         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
11415         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
11416 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
11417         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
11418 #endif
11419         .attach         = cpu_cgroup_attach,
11420         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
11421         .dfl_cftypes    = cpu_files,
11422         .early_init     = true,
11423         .threaded       = true,
11424 };
11425
11426 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
11427
11428 void dump_cpu_task(int cpu)
11429 {
11430         if (cpu == smp_processor_id() && in_hardirq()) {
11431                 struct pt_regs *regs;
11432
11433                 regs = get_irq_regs();
11434                 if (regs) {
11435                         show_regs(regs);
11436                         return;
11437                 }
11438         }
11439
11440         if (trigger_single_cpu_backtrace(cpu))
11441                 return;
11442
11443         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
11444         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
11445 }
11446
11447 /*
11448  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
11449  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
11450  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
11451  * that remained on nice 0.
11452  *
11453  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
11454  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
11455  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
11456  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
11457  * the relative distance between them is ~25%.)
11458  */
11459 const int sched_prio_to_weight[40] = {
11460  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
11461  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
11462  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
11463  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
11464  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
11465  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
11466  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
11467  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
11468 };
11469
11470 /*
11471  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
11472  *
11473  * In cases where the weight does not change often, we can use the
11474  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
11475  * into multiplications:
11476  */
11477 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
11478  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
11479  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
11480  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
11481  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
11482  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
11483  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
11484  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
11485  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
11486 };
11487
11488 void call_trace_sched_update_nr_running(struct rq *rq, int count)
11489 {
11490         trace_sched_update_nr_running_tp(rq, count);
11491 }
11492
11493 #ifdef CONFIG_SCHED_MM_CID
11494
11495 /**
11496  * @cid_lock: Guarantee forward-progress of cid allocation.
11497  *
11498  * Concurrency ID allocation within a bitmap is mostly lock-free. The cid_lock
11499  * is only used when contention is detected by the lock-free allocation so
11500  * forward progress can be guaranteed.
11501  */
11502 DEFINE_RAW_SPINLOCK(cid_lock);
11503
11504 /**
11505  * @use_cid_lock: Select cid allocation behavior: lock-free vs spinlock.
11506  *
11507  * When @use_cid_lock is 0, the cid allocation is lock-free. When contention is
11508  * detected, it is set to 1 to ensure that all newly coming allocations are
11509  * serialized by @cid_lock until the allocation which detected contention
11510  * completes and sets @use_cid_lock back to 0. This guarantees forward progress
11511  * of a cid allocation.
11512  */
11513 int use_cid_lock;
11514
11515 /*
11516  * mm_cid remote-clear implements a lock-free algorithm to clear per-mm/cpu cid
11517  * concurrently with respect to the execution of the source runqueue context
11518  * switch.
11519  *
11520  * There is one basic properties we want to guarantee here:
11521  *
11522  * (1) Remote-clear should _never_ mark a per-cpu cid UNSET when it is actively
11523  * used by a task. That would lead to concurrent allocation of the cid and
11524  * userspace corruption.
11525  *
11526  * Provide this guarantee by introducing a Dekker memory ordering to guarantee
11527  * that a pair of loads observe at least one of a pair of stores, which can be
11528  * shown as:
11529  *
11530  *      X = Y = 0
11531  *
11532  *      w[X]=1          w[Y]=1
11533  *      MB              MB
11534  *      r[Y]=y          r[X]=x
11535  *
11536  * Which guarantees that x==0 && y==0 is impossible. But rather than using
11537  * values 0 and 1, this algorithm cares about specific state transitions of the
11538  * runqueue current task (as updated by the scheduler context switch), and the
11539  * per-mm/cpu cid value.
11540  *
11541  * Let's introduce task (Y) which has task->mm == mm and task (N) which has
11542  * task->mm != mm for the rest of the discussion. There are two scheduler state
11543  * transitions on context switch we care about:
11544  *
11545  * (TSA) Store to rq->curr with transition from (N) to (Y)
11546  *
11547  * (TSB) Store to rq->curr with transition from (Y) to (N)
11548  *
11549  * On the remote-clear side, there is one transition we care about:
11550  *
11551  * (TMA) cmpxchg to *pcpu_cid to set the LAZY flag
11552  *
11553  * There is also a transition to UNSET state which can be performed from all
11554  * sides (scheduler, remote-clear). It is always performed with a cmpxchg which
11555  * guarantees that only a single thread will succeed:
11556  *
11557  * (TMB) cmpxchg to *pcpu_cid to mark UNSET
11558  *
11559  * Just to be clear, what we do _not_ want to happen is a transition to UNSET
11560  * when a thread is actively using the cid (property (1)).
11561  *
11562  * Let's looks at the relevant combinations of TSA/TSB, and TMA transitions.
11563  *
11564  * Scenario A) (TSA)+(TMA) (from next task perspective)
11565  *
11566  * CPU0                                      CPU1
11567  *
11568  * Context switch CS-1                       Remote-clear
11569  *   - store to rq->curr: (N)->(Y) (TSA)     - cmpxchg to *pcpu_id to LAZY (TMA)
11570  *                                             (implied barrier after cmpxchg)
11571  *   - switch_mm_cid()
11572  *     - memory barrier (see switch_mm_cid()
11573  *       comment explaining how this barrier
11574  *       is combined with other scheduler
11575  *       barriers)
11576  *     - mm_cid_get (next)
11577  *       - READ_ONCE(*pcpu_cid)              - rcu_dereference(src_rq->curr)
11578  *
11579  * This Dekker ensures that either task (Y) is observed by the
11580  * rcu_dereference() or the LAZY flag is observed by READ_ONCE(), or both are
11581  * observed.
11582  *
11583  * If task (Y) store is observed by rcu_dereference(), it means that there is
11584  * still an active task on the cpu. Remote-clear will therefore not transition
11585  * to UNSET, which fulfills property (1).
11586  *
11587  * If task (Y) is not observed, but the lazy flag is observed by READ_ONCE(),
11588  * it will move its state to UNSET, which clears the percpu cid perhaps
11589  * uselessly (which is not an issue for correctness). Because task (Y) is not
11590  * observed, CPU1 can move ahead to set the state to UNSET. Because moving
11591  * state to UNSET is done with a cmpxchg expecting that the old state has the
11592  * LAZY flag set, only one thread will successfully UNSET.
11593  *
11594  * If both states (LAZY flag and task (Y)) are observed, the thread on CPU0
11595  * will observe the LAZY flag and transition to UNSET (perhaps uselessly), and
11596  * CPU1 will observe task (Y) and do nothing more, which is fine.
11597  *
11598  * What we are effectively preventing with this Dekker is a scenario where
11599  * neither LAZY flag nor store (Y) are observed, which would fail property (1)
11600  * because this would UNSET a cid which is actively used.
11601  */
11602
11603 void sched_mm_cid_migrate_from(struct task_struct *t)
11604 {
11605         t->migrate_from_cpu = task_cpu(t);
11606 }
11607
11608 static
11609 int __sched_mm_cid_migrate_from_fetch_cid(struct rq *src_rq,
11610                                           struct task_struct *t,
11611                                           struct mm_cid *src_pcpu_cid)
11612 {
11613         struct mm_struct *mm = t->mm;
11614         struct task_struct *src_task;
11615         int src_cid, last_mm_cid;
11616
11617         if (!mm)
11618                 return -1;
11619
11620         last_mm_cid = t->last_mm_cid;
11621         /*
11622          * If the migrated task has no last cid, or if the current
11623          * task on src rq uses the cid, it means the source cid does not need
11624          * to be moved to the destination cpu.
11625          */
11626         if (last_mm_cid == -1)
11627                 return -1;
11628         src_cid = READ_ONCE(src_pcpu_cid->cid);
11629         if (!mm_cid_is_valid(src_cid) || last_mm_cid != src_cid)
11630                 return -1;
11631
11632         /*
11633          * If we observe an active task using the mm on this rq, it means we
11634          * are not the last task to be migrated from this cpu for this mm, so
11635          * there is no need to move src_cid to the destination cpu.
11636          */
11637         rcu_read_lock();
11638         src_task = rcu_dereference(src_rq->curr);
11639         if (READ_ONCE(src_task->mm_cid_active) && src_task->mm == mm) {
11640                 rcu_read_unlock();
11641                 t->last_mm_cid = -1;
11642                 return -1;
11643         }
11644         rcu_read_unlock();
11645
11646         return src_cid;
11647 }
11648
11649 static
11650 int __sched_mm_cid_migrate_from_try_steal_cid(struct rq *src_rq,
11651                                               struct task_struct *t,
11652                                               struct mm_cid *src_pcpu_cid,
11653                                               int src_cid)
11654 {
11655         struct task_struct *src_task;
11656         struct mm_struct *mm = t->mm;
11657         int lazy_cid;
11658
11659         if (src_cid == -1)
11660                 return -1;
11661
11662         /*
11663          * Attempt to clear the source cpu cid to move it to the destination
11664          * cpu.
11665          */
11666         lazy_cid = mm_cid_set_lazy_put(src_cid);
11667         if (!try_cmpxchg(&src_pcpu_cid->cid, &src_cid, lazy_cid))
11668                 return -1;
11669
11670         /*
11671          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11672          * rq->curr->mm matches the scheduler barrier in context_switch()
11673          * between store to rq->curr and load of prev and next task's
11674          * per-mm/cpu cid.
11675          *
11676          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11677          * rq->curr->mm_cid_active matches the barrier in
11678          * sched_mm_cid_exit_signals(), sched_mm_cid_before_execve(), and
11679          * sched_mm_cid_after_execve() between store to t->mm_cid_active and
11680          * load of per-mm/cpu cid.
11681          */
11682
11683         /*
11684          * If we observe an active task using the mm on this rq after setting
11685          * the lazy-put flag, this task will be responsible for transitioning
11686          * from lazy-put flag set to MM_CID_UNSET.
11687          */
11688         rcu_read_lock();
11689         src_task = rcu_dereference(src_rq->curr);
11690         if (READ_ONCE(src_task->mm_cid_active) && src_task->mm == mm) {
11691                 rcu_read_unlock();
11692                 /*
11693                  * We observed an active task for this mm, there is therefore
11694                  * no point in moving this cid to the destination cpu.
11695                  */
11696                 t->last_mm_cid = -1;
11697                 return -1;
11698         }
11699         rcu_read_unlock();
11700
11701         /*
11702          * The src_cid is unused, so it can be unset.
11703          */
11704         if (!try_cmpxchg(&src_pcpu_cid->cid, &lazy_cid, MM_CID_UNSET))
11705                 return -1;
11706         return src_cid;
11707 }
11708
11709 /*
11710  * Migration to dst cpu. Called with dst_rq lock held.
11711  * Interrupts are disabled, which keeps the window of cid ownership without the
11712  * source rq lock held small.
11713  */
11714 void sched_mm_cid_migrate_to(struct rq *dst_rq, struct task_struct *t)
11715 {
11716         struct mm_cid *src_pcpu_cid, *dst_pcpu_cid;
11717         struct mm_struct *mm = t->mm;
11718         int src_cid, dst_cid, src_cpu;
11719         struct rq *src_rq;
11720
11721         lockdep_assert_rq_held(dst_rq);
11722
11723         if (!mm)
11724                 return;
11725         src_cpu = t->migrate_from_cpu;
11726         if (src_cpu == -1) {
11727                 t->last_mm_cid = -1;
11728                 return;
11729         }
11730         /*
11731          * Move the src cid if the dst cid is unset. This keeps id
11732          * allocation closest to 0 in cases where few threads migrate around
11733          * many cpus.
11734          *
11735          * If destination cid is already set, we may have to just clear
11736          * the src cid to ensure compactness in frequent migrations
11737          * scenarios.
11738          *
11739          * It is not useful to clear the src cid when the number of threads is
11740          * greater or equal to the number of allowed cpus, because user-space
11741          * can expect that the number of allowed cids can reach the number of
11742          * allowed cpus.
11743          */
11744         dst_pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, cpu_of(dst_rq));
11745         dst_cid = READ_ONCE(dst_pcpu_cid->cid);
11746         if (!mm_cid_is_unset(dst_cid) &&
11747             atomic_read(&mm->mm_users) >= t->nr_cpus_allowed)
11748                 return;
11749         src_pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, src_cpu);
11750         src_rq = cpu_rq(src_cpu);
11751         src_cid = __sched_mm_cid_migrate_from_fetch_cid(src_rq, t, src_pcpu_cid);
11752         if (src_cid == -1)
11753                 return;
11754         src_cid = __sched_mm_cid_migrate_from_try_steal_cid(src_rq, t, src_pcpu_cid,
11755                                                             src_cid);
11756         if (src_cid == -1)
11757                 return;
11758         if (!mm_cid_is_unset(dst_cid)) {
11759                 __mm_cid_put(mm, src_cid);
11760                 return;
11761         }
11762         /* Move src_cid to dst cpu. */
11763         mm_cid_snapshot_time(dst_rq, mm);
11764         WRITE_ONCE(dst_pcpu_cid->cid, src_cid);
11765 }
11766
11767 static void sched_mm_cid_remote_clear(struct mm_struct *mm, struct mm_cid *pcpu_cid,
11768                                       int cpu)
11769 {
11770         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11771         struct task_struct *t;
11772         unsigned long flags;
11773         int cid, lazy_cid;
11774
11775         cid = READ_ONCE(pcpu_cid->cid);
11776         if (!mm_cid_is_valid(cid))
11777                 return;
11778
11779         /*
11780          * Clear the cpu cid if it is set to keep cid allocation compact.  If
11781          * there happens to be other tasks left on the source cpu using this
11782          * mm, the next task using this mm will reallocate its cid on context
11783          * switch.
11784          */
11785         lazy_cid = mm_cid_set_lazy_put(cid);
11786         if (!try_cmpxchg(&pcpu_cid->cid, &cid, lazy_cid))
11787                 return;
11788
11789         /*
11790          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11791          * rq->curr->mm matches the scheduler barrier in context_switch()
11792          * between store to rq->curr and load of prev and next task's
11793          * per-mm/cpu cid.
11794          *
11795          * The implicit barrier after cmpxchg per-mm/cpu cid before loading
11796          * rq->curr->mm_cid_active matches the barrier in
11797          * sched_mm_cid_exit_signals(), sched_mm_cid_before_execve(), and
11798          * sched_mm_cid_after_execve() between store to t->mm_cid_active and
11799          * load of per-mm/cpu cid.
11800          */
11801
11802         /*
11803          * If we observe an active task using the mm on this rq after setting
11804          * the lazy-put flag, that task will be responsible for transitioning
11805          * from lazy-put flag set to MM_CID_UNSET.
11806          */
11807         rcu_read_lock();
11808         t = rcu_dereference(rq->curr);
11809         if (READ_ONCE(t->mm_cid_active) && t->mm == mm) {
11810                 rcu_read_unlock();
11811                 return;
11812         }
11813         rcu_read_unlock();
11814
11815         /*
11816          * The cid is unused, so it can be unset.
11817          * Disable interrupts to keep the window of cid ownership without rq
11818          * lock small.
11819          */
11820         local_irq_save(flags);
11821         if (try_cmpxchg(&pcpu_cid->cid, &lazy_cid, MM_CID_UNSET))
11822                 __mm_cid_put(mm, cid);
11823         local_irq_restore(flags);
11824 }
11825
11826 static void sched_mm_cid_remote_clear_old(struct mm_struct *mm, int cpu)
11827 {
11828         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11829         struct mm_cid *pcpu_cid;
11830         struct task_struct *curr;
11831         u64 rq_clock;
11832
11833         /*
11834          * rq->clock load is racy on 32-bit but one spurious clear once in a
11835          * while is irrelevant.
11836          */
11837         rq_clock = READ_ONCE(rq->clock);
11838         pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, cpu);
11839
11840         /*
11841          * In order to take care of infrequently scheduled tasks, bump the time
11842          * snapshot associated with this cid if an active task using the mm is
11843          * observed on this rq.
11844          */
11845         rcu_read_lock();
11846         curr = rcu_dereference(rq->curr);
11847         if (READ_ONCE(curr->mm_cid_active) && curr->mm == mm) {
11848                 WRITE_ONCE(pcpu_cid->time, rq_clock);
11849                 rcu_read_unlock();
11850                 return;
11851         }
11852         rcu_read_unlock();
11853
11854         if (rq_clock < pcpu_cid->time + SCHED_MM_CID_PERIOD_NS)
11855                 return;
11856         sched_mm_cid_remote_clear(mm, pcpu_cid, cpu);
11857 }
11858
11859 static void sched_mm_cid_remote_clear_weight(struct mm_struct *mm, int cpu,
11860                                              int weight)
11861 {
11862         struct mm_cid *pcpu_cid;
11863         int cid;
11864
11865         pcpu_cid = per_cpu_ptr(mm->pcpu_cid, cpu);
11866         cid = READ_ONCE(pcpu_cid->cid);
11867         if (!mm_cid_is_valid(cid) || cid < weight)
11868                 return;
11869         sched_mm_cid_remote_clear(mm, pcpu_cid, cpu);
11870 }
11871
11872 static void task_mm_cid_work(struct callback_head *work)
11873 {
11874         unsigned long now = jiffies, old_scan, next_scan;
11875         struct task_struct *t = current;
11876         struct cpumask *cidmask;
11877         struct mm_struct *mm;
11878         int weight, cpu;
11879
11880         SCHED_WARN_ON(t != container_of(work, struct task_struct, cid_work));
11881
11882         work->next = work;      /* Prevent double-add */
11883         if (t->flags & PF_EXITING)
11884                 return;
11885         mm = t->mm;
11886         if (!mm)
11887                 return;
11888         old_scan = READ_ONCE(mm->mm_cid_next_scan);
11889         next_scan = now + msecs_to_jiffies(MM_CID_SCAN_DELAY);
11890         if (!old_scan) {
11891                 unsigned long res;
11892
11893                 res = cmpxchg(&mm->mm_cid_next_scan, old_scan, next_scan);
11894                 if (res != old_scan)
11895                         old_scan = res;
11896                 else
11897                         old_scan = next_scan;
11898         }
11899         if (time_before(now, old_scan))
11900                 return;
11901         if (!try_cmpxchg(&mm->mm_cid_next_scan, &old_scan, next_scan))
11902                 return;
11903         cidmask = mm_cidmask(mm);
11904         /* Clear cids that were not recently used. */
11905         for_each_possible_cpu(cpu)
11906                 sched_mm_cid_remote_clear_old(mm, cpu);
11907         weight = cpumask_weight(cidmask);
11908         /*
11909          * Clear cids that are greater or equal to the cidmask weight to
11910          * recompact it.
11911          */
11912         for_each_possible_cpu(cpu)
11913                 sched_mm_cid_remote_clear_weight(mm, cpu, weight);
11914 }
11915
11916 void init_sched_mm_cid(struct task_struct *t)
11917 {
11918         struct mm_struct *mm = t->mm;
11919         int mm_users = 0;
11920
11921         if (mm) {
11922                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
11923                 if (mm_users == 1)
11924                         mm->mm_cid_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(MM_CID_SCAN_DELAY);
11925         }
11926         t->cid_work.next = &t->cid_work;        /* Protect against double add */
11927         init_task_work(&t->cid_work, task_mm_cid_work);
11928 }
11929
11930 void task_tick_mm_cid(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
11931 {
11932         struct callback_head *work = &curr->cid_work;
11933         unsigned long now = jiffies;
11934
11935         if (!curr->mm || (curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) ||
11936             work->next != work)
11937                 return;
11938         if (time_before(now, READ_ONCE(curr->mm->mm_cid_next_scan)))
11939                 return;
11940         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
11941 }
11942
11943 void sched_mm_cid_exit_signals(struct task_struct *t)
11944 {
11945         struct mm_struct *mm = t->mm;
11946         struct rq_flags rf;
11947         struct rq *rq;
11948
11949         if (!mm)
11950                 return;
11951
11952         preempt_disable();
11953         rq = this_rq();
11954         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11955         preempt_enable_no_resched();    /* holding spinlock */
11956         WRITE_ONCE(t->mm_cid_active, 0);
11957         /*
11958          * Store t->mm_cid_active before loading per-mm/cpu cid.
11959          * Matches barrier in sched_mm_cid_remote_clear_old().
11960          */
11961         smp_mb();
11962         mm_cid_put(mm);
11963         t->last_mm_cid = t->mm_cid = -1;
11964         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11965 }
11966
11967 void sched_mm_cid_before_execve(struct task_struct *t)
11968 {
11969         struct mm_struct *mm = t->mm;
11970         struct rq_flags rf;
11971         struct rq *rq;
11972
11973         if (!mm)
11974                 return;
11975
11976         preempt_disable();
11977         rq = this_rq();
11978         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11979         preempt_enable_no_resched();    /* holding spinlock */
11980         WRITE_ONCE(t->mm_cid_active, 0);
11981         /*
11982          * Store t->mm_cid_active before loading per-mm/cpu cid.
11983          * Matches barrier in sched_mm_cid_remote_clear_old().
11984          */
11985         smp_mb();
11986         mm_cid_put(mm);
11987         t->last_mm_cid = t->mm_cid = -1;
11988         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11989 }
11990
11991 void sched_mm_cid_after_execve(struct task_struct *t)
11992 {
11993         struct mm_struct *mm = t->mm;
11994         struct rq_flags rf;
11995         struct rq *rq;
11996
11997         if (!mm)
11998                 return;
11999
12000         preempt_disable();
12001         rq = this_rq();
12002         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
12003         preempt_enable_no_resched();    /* holding spinlock */
12004         WRITE_ONCE(t->mm_cid_active, 1);
12005         /*
12006          * Store t->mm_cid_active before loading per-mm/cpu cid.
12007          * Matches barrier in sched_mm_cid_remote_clear_old().
12008          */
12009         smp_mb();
12010         t->last_mm_cid = t->mm_cid = mm_cid_get(rq, mm);
12011         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
12012         rseq_set_notify_resume(t);
12013 }
12014
12015 void sched_mm_cid_fork(struct task_struct *t)
12016 {
12017         WARN_ON_ONCE(!t->mm || t->mm_cid != -1);
12018         t->mm_cid_active = 1;
12019 }
12020 #endif