OSDN Git Service

Merge tag 'sched-core-2020-06-02' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git...
[tomoyo/tomoyo-test1.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 "sched.h"
10
11 #include <linux/nospec.h>
12
13 #include <linux/kcov.h>
14 #include <linux/scs.h>
15
16 #include <asm/switch_to.h>
17 #include <asm/tlb.h>
18
19 #include "../workqueue_internal.h"
20 #include "../../fs/io-wq.h"
21 #include "../smpboot.h"
22
23 #include "pelt.h"
24 #include "smp.h"
25
26 #define CREATE_TRACE_POINTS
27 #include <trace/events/sched.h>
28
29 /*
30  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
31  * associated with them) to allow external modules to probe them.
32  */
33 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
36 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
37 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
38 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
39
40 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
41
42 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
43 /*
44  * Debugging: various feature bits
45  *
46  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
47  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
48  * at compile time and compiler optimization based on features default.
49  */
50 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
51         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
52 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
53 #include "features.h"
54         0;
55 #undef SCHED_FEAT
56 #endif
57
58 /*
59  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
60  * Limited because this is done with IRQs disabled.
61  */
62 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
63
64 /*
65  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
66  * default: 1s
67  */
68 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
69
70 __read_mostly int scheduler_running;
71
72 /*
73  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
74  * default: 0.95s
75  */
76 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
77
78 /*
79  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
80  */
81 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
82         __acquires(rq->lock)
83 {
84         struct rq *rq;
85
86         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
87
88         for (;;) {
89                 rq = task_rq(p);
90                 raw_spin_lock(&rq->lock);
91                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
92                         rq_pin_lock(rq, rf);
93                         return rq;
94                 }
95                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
96
97                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
98                         cpu_relax();
99         }
100 }
101
102 /*
103  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
104  */
105 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
106         __acquires(p->pi_lock)
107         __acquires(rq->lock)
108 {
109         struct rq *rq;
110
111         for (;;) {
112                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
113                 rq = task_rq(p);
114                 raw_spin_lock(&rq->lock);
115                 /*
116                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
117                  *
118                  *      ACQUIRE (rq->lock)
119                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
120                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
121                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
122                  *                                      [L] ->on_rq
123                  *      RELEASE (rq->lock)
124                  *
125                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
126                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
127                  *
128                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
129                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
130                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
131                  */
132                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
133                         rq_pin_lock(rq, rf);
134                         return rq;
135                 }
136                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
137                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
138
139                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
140                         cpu_relax();
141         }
142 }
143
144 /*
145  * RQ-clock updating methods:
146  */
147
148 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
149 {
150 /*
151  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
152  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
153  */
154         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
155
156 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
157         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
158
159         /*
160          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
161          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
162          * {soft,}irq region.
163          *
164          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
165          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
166          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
167          * monotonic.
168          *
169          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
170          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
171          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
172          * atomic ops.
173          */
174         if (irq_delta > delta)
175                 irq_delta = delta;
176
177         rq->prev_irq_time += irq_delta;
178         delta -= irq_delta;
179 #endif
180 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
181         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
182                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
183                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
184
185                 if (unlikely(steal > delta))
186                         steal = delta;
187
188                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
189                 delta -= steal;
190         }
191 #endif
192
193         rq->clock_task += delta;
194
195 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
196         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
197                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
198 #endif
199         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
200 }
201
202 void update_rq_clock(struct rq *rq)
203 {
204         s64 delta;
205
206         lockdep_assert_held(&rq->lock);
207
208         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
209                 return;
210
211 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
212         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
213                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
214         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
215 #endif
216
217         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
218         if (delta < 0)
219                 return;
220         rq->clock += delta;
221         update_rq_clock_task(rq, delta);
222 }
223
224 static inline void
225 rq_csd_init(struct rq *rq, call_single_data_t *csd, smp_call_func_t func)
226 {
227         csd->flags = 0;
228         csd->func = func;
229         csd->info = rq;
230 }
231
232 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
233 /*
234  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
235  */
236
237 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
238 {
239         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
240                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
241 }
242
243 /*
244  * High-resolution timer tick.
245  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
246  */
247 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
248 {
249         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
250         struct rq_flags rf;
251
252         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
253
254         rq_lock(rq, &rf);
255         update_rq_clock(rq);
256         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
257         rq_unlock(rq, &rf);
258
259         return HRTIMER_NORESTART;
260 }
261
262 #ifdef CONFIG_SMP
263
264 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
265 {
266         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
267
268         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
269 }
270
271 /*
272  * called from hardirq (IPI) context
273  */
274 static void __hrtick_start(void *arg)
275 {
276         struct rq *rq = arg;
277         struct rq_flags rf;
278
279         rq_lock(rq, &rf);
280         __hrtick_restart(rq);
281         rq_unlock(rq, &rf);
282 }
283
284 /*
285  * Called to set the hrtick timer state.
286  *
287  * called with rq->lock held and irqs disabled
288  */
289 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
290 {
291         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
292         ktime_t time;
293         s64 delta;
294
295         /*
296          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
297          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
298          */
299         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
300         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
301
302         hrtimer_set_expires(timer, time);
303
304         if (rq == this_rq())
305                 __hrtick_restart(rq);
306         else
307                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
308 }
309
310 #else
311 /*
312  * Called to set the hrtick timer state.
313  *
314  * called with rq->lock held and irqs disabled
315  */
316 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
317 {
318         /*
319          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
320          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
321          */
322         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
323         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
324                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
325 }
326
327 #endif /* CONFIG_SMP */
328
329 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
330 {
331 #ifdef CONFIG_SMP
332         rq_csd_init(rq, &rq->hrtick_csd, __hrtick_start);
333 #endif
334         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
335         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
336 }
337 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
338 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
339 {
340 }
341
342 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
343 {
344 }
345 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
346
347 /*
348  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
349  */
350 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
351         ({                                                              \
352                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
353                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
354                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
355                                                                         \
356                 for (;;) {                                              \
357                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
358                         if (_old == _val)                               \
359                                 break;                                  \
360                         _val = _old;                                    \
361                 }                                                       \
362         _old;                                                           \
363 })
364
365 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
366 /*
367  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
368  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
369  * spurious IPIs.
370  */
371 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
372 {
373         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
374         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
375 }
376
377 /*
378  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
379  *
380  * If this returns true, then the idle task promises to call
381  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
382  */
383 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
384 {
385         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
386         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
387
388         for (;;) {
389                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
390                         return false;
391                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
392                         return true;
393                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
394                 if (old == val)
395                         break;
396                 val = old;
397         }
398         return true;
399 }
400
401 #else
402 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
403 {
404         set_tsk_need_resched(p);
405         return true;
406 }
407
408 #ifdef CONFIG_SMP
409 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
410 {
411         return false;
412 }
413 #endif
414 #endif
415
416 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
417 {
418         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
419
420         /*
421          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
422          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
423          * wakeup due to that.
424          *
425          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
426          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
427          */
428         smp_mb__before_atomic();
429         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
430                 return false;
431
432         /*
433          * The head is context local, there can be no concurrency.
434          */
435         *head->lastp = node;
436         head->lastp = &node->next;
437         return true;
438 }
439
440 /**
441  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
442  * @head: the wake_q_head to add @task to
443  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
444  *
445  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
446  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
447  * instantly.
448  *
449  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
450  * must be ready to be woken at this location.
451  */
452 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
453 {
454         if (__wake_q_add(head, task))
455                 get_task_struct(task);
456 }
457
458 /**
459  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
460  * @head: the wake_q_head to add @task to
461  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
462  *
463  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
464  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
465  * instantly.
466  *
467  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
468  * must be ready to be woken at this location.
469  *
470  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
471  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
472  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
473  * queued for wakeup.
474  */
475 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
476 {
477         if (!__wake_q_add(head, task))
478                 put_task_struct(task);
479 }
480
481 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
482 {
483         struct wake_q_node *node = head->first;
484
485         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
486                 struct task_struct *task;
487
488                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
489                 BUG_ON(!task);
490                 /* Task can safely be re-inserted now: */
491                 node = node->next;
492                 task->wake_q.next = NULL;
493
494                 /*
495                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
496                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
497                  */
498                 wake_up_process(task);
499                 put_task_struct(task);
500         }
501 }
502
503 /*
504  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
505  *
506  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
507  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
508  * the target CPU.
509  */
510 void resched_curr(struct rq *rq)
511 {
512         struct task_struct *curr = rq->curr;
513         int cpu;
514
515         lockdep_assert_held(&rq->lock);
516
517         if (test_tsk_need_resched(curr))
518                 return;
519
520         cpu = cpu_of(rq);
521
522         if (cpu == smp_processor_id()) {
523                 set_tsk_need_resched(curr);
524                 set_preempt_need_resched();
525                 return;
526         }
527
528         if (set_nr_and_not_polling(curr))
529                 smp_send_reschedule(cpu);
530         else
531                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
532 }
533
534 void resched_cpu(int cpu)
535 {
536         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
537         unsigned long flags;
538
539         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
540         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
541                 resched_curr(rq);
542         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
543 }
544
545 #ifdef CONFIG_SMP
546 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
547 /*
548  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
549  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
550  *
551  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
552  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
553  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
554  */
555 int get_nohz_timer_target(void)
556 {
557         int i, cpu = smp_processor_id(), default_cpu = -1;
558         struct sched_domain *sd;
559
560         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER)) {
561                 if (!idle_cpu(cpu))
562                         return cpu;
563                 default_cpu = cpu;
564         }
565
566         rcu_read_lock();
567         for_each_domain(cpu, sd) {
568                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd),
569                         housekeeping_cpumask(HK_FLAG_TIMER)) {
570                         if (cpu == i)
571                                 continue;
572
573                         if (!idle_cpu(i)) {
574                                 cpu = i;
575                                 goto unlock;
576                         }
577                 }
578         }
579
580         if (default_cpu == -1)
581                 default_cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
582         cpu = default_cpu;
583 unlock:
584         rcu_read_unlock();
585         return cpu;
586 }
587
588 /*
589  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
590  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
591  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
592  * idle system the next event might even be infinite time into the
593  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
594  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
595  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
596  * wheel for the next timer event.
597  */
598 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
599 {
600         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
601
602         if (cpu == smp_processor_id())
603                 return;
604
605         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
606                 smp_send_reschedule(cpu);
607         else
608                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
609 }
610
611 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
612 {
613         /*
614          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
615          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
616          * If needed we can still optimize that later with an
617          * empty IRQ.
618          */
619         if (cpu_is_offline(cpu))
620                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
621         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
622                 if (cpu != smp_processor_id() ||
623                     tick_nohz_tick_stopped())
624                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
625                 return true;
626         }
627
628         return false;
629 }
630
631 /*
632  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
633  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
634  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
635  */
636 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
637 {
638         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
639                 wake_up_idle_cpu(cpu);
640 }
641
642 static void nohz_csd_func(void *info)
643 {
644         struct rq *rq = info;
645         int cpu = cpu_of(rq);
646         unsigned int flags;
647
648         /*
649          * Release the rq::nohz_csd.
650          */
651         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
652         WARN_ON(!(flags & NOHZ_KICK_MASK));
653
654         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
655         if (rq->idle_balance && !need_resched()) {
656                 rq->nohz_idle_balance = flags;
657                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
658         }
659 }
660
661 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
662
663 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
664 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
665 {
666         int fifo_nr_running;
667
668         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
669         if (rq->dl.dl_nr_running)
670                 return false;
671
672         /*
673          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
674          * actual RR behaviour.
675          */
676         if (rq->rt.rr_nr_running) {
677                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
678                         return true;
679                 else
680                         return false;
681         }
682
683         /*
684          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
685          * forced preemption between FIFO tasks.
686          */
687         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
688         if (fifo_nr_running)
689                 return true;
690
691         /*
692          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
693          * if there's more than one we need the tick for involuntary
694          * preemption.
695          */
696         if (rq->nr_running > 1)
697                 return false;
698
699         return true;
700 }
701 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
702 #endif /* CONFIG_SMP */
703
704 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
705                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
706 /*
707  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
708  * node and @up when leaving it for the final time.
709  *
710  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
711  */
712 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
713                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
714 {
715         struct task_group *parent, *child;
716         int ret;
717
718         parent = from;
719
720 down:
721         ret = (*down)(parent, data);
722         if (ret)
723                 goto out;
724         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
725                 parent = child;
726                 goto down;
727
728 up:
729                 continue;
730         }
731         ret = (*up)(parent, data);
732         if (ret || parent == from)
733                 goto out;
734
735         child = parent;
736         parent = parent->parent;
737         if (parent)
738                 goto up;
739 out:
740         return ret;
741 }
742
743 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
744 {
745         return 0;
746 }
747 #endif
748
749 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
750 {
751         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
752         struct load_weight *load = &p->se.load;
753
754         /*
755          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
756          */
757         if (task_has_idle_policy(p)) {
758                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
759                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
760                 return;
761         }
762
763         /*
764          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
765          * weight
766          */
767         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
768                 reweight_task(p, prio);
769         } else {
770                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
771                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
772         }
773 }
774
775 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
776 /*
777  * Serializes updates of utilization clamp values
778  *
779  * The (slow-path) user-space triggers utilization clamp value updates which
780  * can require updates on (fast-path) scheduler's data structures used to
781  * support enqueue/dequeue operations.
782  * While the per-CPU rq lock protects fast-path update operations, user-space
783  * requests are serialized using a mutex to reduce the risk of conflicting
784  * updates or API abuses.
785  */
786 static DEFINE_MUTEX(uclamp_mutex);
787
788 /* Max allowed minimum utilization */
789 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
790
791 /* Max allowed maximum utilization */
792 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
793
794 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
795 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
796
797 /* Integer rounded range for each bucket */
798 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
799
800 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
801         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
802
803 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
804 {
805         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
806 }
807
808 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
809 {
810         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
811 }
812
813 static inline unsigned int uclamp_none(enum uclamp_id clamp_id)
814 {
815         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
816                 return 0;
817         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
818 }
819
820 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
821                                  unsigned int value, bool user_defined)
822 {
823         uc_se->value = value;
824         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
825         uc_se->user_defined = user_defined;
826 }
827
828 static inline unsigned int
829 uclamp_idle_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
830                   unsigned int clamp_value)
831 {
832         /*
833          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
834          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
835          * max-clamp.
836          */
837         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
838                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
839                 return clamp_value;
840         }
841
842         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
843 }
844
845 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
846                                      unsigned int clamp_value)
847 {
848         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
849         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
850                 return;
851
852         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
853 }
854
855 static inline
856 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, enum uclamp_id clamp_id,
857                                    unsigned int clamp_value)
858 {
859         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
860         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
861
862         /*
863          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
864          * top most bucket with tasks in.
865          */
866         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
867                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
868                         continue;
869                 return bucket[bucket_id].value;
870         }
871
872         /* No tasks -- default clamp values */
873         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
874 }
875
876 static inline struct uclamp_se
877 uclamp_tg_restrict(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
878 {
879         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
880 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
881         struct uclamp_se uc_max;
882
883         /*
884          * Tasks in autogroups or root task group will be
885          * restricted by system defaults.
886          */
887         if (task_group_is_autogroup(task_group(p)))
888                 return uc_req;
889         if (task_group(p) == &root_task_group)
890                 return uc_req;
891
892         uc_max = task_group(p)->uclamp[clamp_id];
893         if (uc_req.value > uc_max.value || !uc_req.user_defined)
894                 return uc_max;
895 #endif
896
897         return uc_req;
898 }
899
900 /*
901  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
902  * priority:
903  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
904  * - the task group effective clamp value, for tasks not either in the root
905  *   group or in an autogroup
906  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
907  */
908 static inline struct uclamp_se
909 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
910 {
911         struct uclamp_se uc_req = uclamp_tg_restrict(p, clamp_id);
912         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
913
914         /* System default restrictions always apply */
915         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
916                 return uc_max;
917
918         return uc_req;
919 }
920
921 unsigned long uclamp_eff_value(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
922 {
923         struct uclamp_se uc_eff;
924
925         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
926         if (p->uclamp[clamp_id].active)
927                 return (unsigned long)p->uclamp[clamp_id].value;
928
929         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
930
931         return (unsigned long)uc_eff.value;
932 }
933
934 /*
935  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
936  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
937  * updates the rq's clamp value if required.
938  *
939  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
940  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
941  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
942  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
943  */
944 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
945                                     enum uclamp_id clamp_id)
946 {
947         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
948         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
949         struct uclamp_bucket *bucket;
950
951         lockdep_assert_held(&rq->lock);
952
953         /* Update task effective clamp */
954         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
955
956         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
957         bucket->tasks++;
958         uc_se->active = true;
959
960         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
961
962         /*
963          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
964          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
965          */
966         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
967                 bucket->value = uc_se->value;
968
969         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
970                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
971 }
972
973 /*
974  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
975  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
976  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
977  *
978  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
979  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
980  * enforce the expected state and warn.
981  */
982 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
983                                     enum uclamp_id clamp_id)
984 {
985         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
986         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
987         struct uclamp_bucket *bucket;
988         unsigned int bkt_clamp;
989         unsigned int rq_clamp;
990
991         lockdep_assert_held(&rq->lock);
992
993         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
994         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
995         if (likely(bucket->tasks))
996                 bucket->tasks--;
997         uc_se->active = false;
998
999         /*
1000          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
1001          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
1002          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
1003          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
1004          */
1005         if (likely(bucket->tasks))
1006                 return;
1007
1008         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
1009         /*
1010          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
1011          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
1012          */
1013         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
1014         if (bucket->value >= rq_clamp) {
1015                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
1016                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
1017         }
1018 }
1019
1020 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1021 {
1022         enum uclamp_id clamp_id;
1023
1024         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1025                 return;
1026
1027         for_each_clamp_id(clamp_id)
1028                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1029
1030         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
1031         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
1032                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
1033 }
1034
1035 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1036 {
1037         enum uclamp_id clamp_id;
1038
1039         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1040                 return;
1041
1042         for_each_clamp_id(clamp_id)
1043                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1044 }
1045
1046 static inline void
1047 uclamp_update_active(struct task_struct *p, enum uclamp_id clamp_id)
1048 {
1049         struct rq_flags rf;
1050         struct rq *rq;
1051
1052         /*
1053          * Lock the task and the rq where the task is (or was) queued.
1054          *
1055          * We might lock the (previous) rq of a !RUNNABLE task, but that's the
1056          * price to pay to safely serialize util_{min,max} updates with
1057          * enqueues, dequeues and migration operations.
1058          * This is the same locking schema used by __set_cpus_allowed_ptr().
1059          */
1060         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1061
1062         /*
1063          * Setting the clamp bucket is serialized by task_rq_lock().
1064          * If the task is not yet RUNNABLE and its task_struct is not
1065          * affecting a valid clamp bucket, the next time it's enqueued,
1066          * it will already see the updated clamp bucket value.
1067          */
1068         if (p->uclamp[clamp_id].active) {
1069                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1070                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
1071         }
1072
1073         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1074 }
1075
1076 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1077 static inline void
1078 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1079                            unsigned int clamps)
1080 {
1081         enum uclamp_id clamp_id;
1082         struct css_task_iter it;
1083         struct task_struct *p;
1084
1085         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1086         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1087                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1088                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1089                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1090                 }
1091         }
1092         css_task_iter_end(&it);
1093 }
1094
1095 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css);
1096 static void uclamp_update_root_tg(void)
1097 {
1098         struct task_group *tg = &root_task_group;
1099
1100         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1101                       sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1102         uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1103                       sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1104
1105         rcu_read_lock();
1106         cpu_util_update_eff(&root_task_group.css);
1107         rcu_read_unlock();
1108 }
1109 #else
1110 static void uclamp_update_root_tg(void) { }
1111 #endif
1112
1113 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1114                                 void __user *buffer, size_t *lenp,
1115                                 loff_t *ppos)
1116 {
1117         bool update_root_tg = false;
1118         int old_min, old_max;
1119         int result;
1120
1121         mutex_lock(&uclamp_mutex);
1122         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1123         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1124
1125         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1126         if (result)
1127                 goto undo;
1128         if (!write)
1129                 goto done;
1130
1131         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1132             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1133                 result = -EINVAL;
1134                 goto undo;
1135         }
1136
1137         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1138                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1139                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1140                 update_root_tg = true;
1141         }
1142         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1143                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1144                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1145                 update_root_tg = true;
1146         }
1147
1148         if (update_root_tg)
1149                 uclamp_update_root_tg();
1150
1151         /*
1152          * We update all RUNNABLE tasks only when task groups are in use.
1153          * Otherwise, keep it simple and do just a lazy update at each next
1154          * task enqueue time.
1155          */
1156
1157         goto done;
1158
1159 undo:
1160         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1161         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1162 done:
1163         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
1164
1165         return result;
1166 }
1167
1168 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1169                            const struct sched_attr *attr)
1170 {
1171         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1172         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1173
1174         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1175                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1176         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1177                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1178
1179         if (lower_bound > upper_bound)
1180                 return -EINVAL;
1181         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1182                 return -EINVAL;
1183
1184         return 0;
1185 }
1186
1187 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1188                                   const struct sched_attr *attr)
1189 {
1190         enum uclamp_id clamp_id;
1191
1192         /*
1193          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1194          * without a task-specific value.
1195          */
1196         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1197                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1198                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1199
1200                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1201                 if (uc_se->user_defined)
1202                         continue;
1203
1204                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1205                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1206                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1207
1208                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1209         }
1210
1211         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1212                 return;
1213
1214         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1215                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1216                               attr->sched_util_min, true);
1217         }
1218
1219         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1220                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1221                               attr->sched_util_max, true);
1222         }
1223 }
1224
1225 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1226 {
1227         enum uclamp_id clamp_id;
1228
1229         for_each_clamp_id(clamp_id)
1230                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1231
1232         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1233                 return;
1234
1235         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1236                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id],
1237                               uclamp_none(clamp_id), false);
1238         }
1239 }
1240
1241 static void __init init_uclamp(void)
1242 {
1243         struct uclamp_se uc_max = {};
1244         enum uclamp_id clamp_id;
1245         int cpu;
1246
1247         mutex_init(&uclamp_mutex);
1248
1249         for_each_possible_cpu(cpu) {
1250                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0,
1251                                 sizeof(struct uclamp_rq)*UCLAMP_CNT);
1252                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1253         }
1254
1255         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1256                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1257                               uclamp_none(clamp_id), false);
1258         }
1259
1260         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1261         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1262         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1263                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1264 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1265                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1266                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1267 #endif
1268         }
1269 }
1270
1271 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1272 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1273 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1274 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1275                                   const struct sched_attr *attr)
1276 {
1277         return -EOPNOTSUPP;
1278 }
1279 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1280                                   const struct sched_attr *attr) { }
1281 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1282 static inline void init_uclamp(void) { }
1283 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1284
1285 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1286 {
1287         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1288                 update_rq_clock(rq);
1289
1290         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1291                 sched_info_queued(rq, p);
1292                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1293         }
1294
1295         uclamp_rq_inc(rq, p);
1296         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1297 }
1298
1299 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1300 {
1301         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1302                 update_rq_clock(rq);
1303
1304         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1305                 sched_info_dequeued(rq, p);
1306                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1307         }
1308
1309         uclamp_rq_dec(rq, p);
1310         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1311 }
1312
1313 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1314 {
1315         if (task_contributes_to_load(p))
1316                 rq->nr_uninterruptible--;
1317
1318         enqueue_task(rq, p, flags);
1319
1320         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1321 }
1322
1323 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1324 {
1325         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1326
1327         if (task_contributes_to_load(p))
1328                 rq->nr_uninterruptible++;
1329
1330         dequeue_task(rq, p, flags);
1331 }
1332
1333 /*
1334  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1335  */
1336 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1337 {
1338         return p->static_prio;
1339 }
1340
1341 /*
1342  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1343  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1344  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1345  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1346  * estimator recalculates.
1347  */
1348 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1349 {
1350         int prio;
1351
1352         if (task_has_dl_policy(p))
1353                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1354         else if (task_has_rt_policy(p))
1355                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1356         else
1357                 prio = __normal_prio(p);
1358         return prio;
1359 }
1360
1361 /*
1362  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1363  * taken into account by the scheduler. This value might
1364  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1365  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1366  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1367  */
1368 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1369 {
1370         p->normal_prio = normal_prio(p);
1371         /*
1372          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1373          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1374          * to the normal priority:
1375          */
1376         if (!rt_prio(p->prio))
1377                 return p->normal_prio;
1378         return p->prio;
1379 }
1380
1381 /**
1382  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1383  * @p: the task in question.
1384  *
1385  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1386  */
1387 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1388 {
1389         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1390 }
1391
1392 /*
1393  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1394  * use the balance_callback list if you want balancing.
1395  *
1396  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1397  * balance_callback().
1398  */
1399 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1400                                        const struct sched_class *prev_class,
1401                                        int oldprio)
1402 {
1403         if (prev_class != p->sched_class) {
1404                 if (prev_class->switched_from)
1405                         prev_class->switched_from(rq, p);
1406
1407                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1408         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1409                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1410 }
1411
1412 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1413 {
1414         const struct sched_class *class;
1415
1416         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1417                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1418         } else {
1419                 for_each_class(class) {
1420                         if (class == rq->curr->sched_class)
1421                                 break;
1422                         if (class == p->sched_class) {
1423                                 resched_curr(rq);
1424                                 break;
1425                         }
1426                 }
1427         }
1428
1429         /*
1430          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1431          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1432          */
1433         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1434                 rq_clock_skip_update(rq);
1435 }
1436
1437 #ifdef CONFIG_SMP
1438
1439 /*
1440  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1441  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1442  */
1443 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1444 {
1445         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1446                 return false;
1447
1448         if (is_per_cpu_kthread(p))
1449                 return cpu_online(cpu);
1450
1451         return cpu_active(cpu);
1452 }
1453
1454 /*
1455  * This is how migration works:
1456  *
1457  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1458  *    stop_one_cpu().
1459  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1460  *    off the CPU)
1461  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1462  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1463  *    it and puts it into the right queue.
1464  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1465  *    is done.
1466  */
1467
1468 /*
1469  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1470  *
1471  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1472  */
1473 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1474                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1475 {
1476         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1477
1478         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1479         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1480         set_task_cpu(p, new_cpu);
1481         rq_unlock(rq, rf);
1482
1483         rq = cpu_rq(new_cpu);
1484
1485         rq_lock(rq, rf);
1486         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1487         enqueue_task(rq, p, 0);
1488         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1489         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1490
1491         return rq;
1492 }
1493
1494 struct migration_arg {
1495         struct task_struct *task;
1496         int dest_cpu;
1497 };
1498
1499 /*
1500  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1501  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1502  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1503  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1504  *
1505  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1506  * as the task is no longer on this CPU.
1507  */
1508 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1509                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1510 {
1511         /* Affinity changed (again). */
1512         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1513                 return rq;
1514
1515         update_rq_clock(rq);
1516         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1517
1518         return rq;
1519 }
1520
1521 /*
1522  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1523  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1524  * 'pushing' onto another runqueue.
1525  */
1526 static int migration_cpu_stop(void *data)
1527 {
1528         struct migration_arg *arg = data;
1529         struct task_struct *p = arg->task;
1530         struct rq *rq = this_rq();
1531         struct rq_flags rf;
1532
1533         /*
1534          * The original target CPU might have gone down and we might
1535          * be on another CPU but it doesn't matter.
1536          */
1537         local_irq_disable();
1538         /*
1539          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1540          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1541          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1542          */
1543         flush_smp_call_function_from_idle();
1544
1545         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1546         rq_lock(rq, &rf);
1547         /*
1548          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1549          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1550          * we're holding p->pi_lock.
1551          */
1552         if (task_rq(p) == rq) {
1553                 if (task_on_rq_queued(p))
1554                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1555                 else
1556                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1557         }
1558         rq_unlock(rq, &rf);
1559         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1560
1561         local_irq_enable();
1562         return 0;
1563 }
1564
1565 /*
1566  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1567  * actually call this function.
1568  */
1569 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1570 {
1571         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1572         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1573 }
1574
1575 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1576 {
1577         struct rq *rq = task_rq(p);
1578         bool queued, running;
1579
1580         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1581
1582         queued = task_on_rq_queued(p);
1583         running = task_current(rq, p);
1584
1585         if (queued) {
1586                 /*
1587                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1588                  * holding rq->lock.
1589                  */
1590                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1591                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1592         }
1593         if (running)
1594                 put_prev_task(rq, p);
1595
1596         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1597
1598         if (queued)
1599                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1600         if (running)
1601                 set_next_task(rq, p);
1602 }
1603
1604 /*
1605  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1606  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1607  * is removed from the allowed bitmask.
1608  *
1609  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1610  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1611  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1612  */
1613 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1614                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1615 {
1616         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1617         unsigned int dest_cpu;
1618         struct rq_flags rf;
1619         struct rq *rq;
1620         int ret = 0;
1621
1622         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1623         update_rq_clock(rq);
1624
1625         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1626                 /*
1627                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1628                  */
1629                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1630         }
1631
1632         /*
1633          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1634          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1635          */
1636         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1637                 ret = -EINVAL;
1638                 goto out;
1639         }
1640
1641         if (cpumask_equal(p->cpus_ptr, new_mask))
1642                 goto out;
1643
1644         /*
1645          * Picking a ~random cpu helps in cases where we are changing affinity
1646          * for groups of tasks (ie. cpuset), so that load balancing is not
1647          * immediately required to distribute the tasks within their new mask.
1648          */
1649         dest_cpu = cpumask_any_and_distribute(cpu_valid_mask, new_mask);
1650         if (dest_cpu >= nr_cpu_ids) {
1651                 ret = -EINVAL;
1652                 goto out;
1653         }
1654
1655         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1656
1657         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1658                 /*
1659                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1660                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1661                  */
1662                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1663                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1664                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1665         }
1666
1667         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1668         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1669                 goto out;
1670
1671         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1672                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1673                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1674                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1675                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1676                 return 0;
1677         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1678                 /*
1679                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1680                  * afterwards anyway.
1681                  */
1682                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1683         }
1684 out:
1685         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1686
1687         return ret;
1688 }
1689
1690 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1691 {
1692         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1693 }
1694 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1695
1696 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1697 {
1698 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1699         /*
1700          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1701          * ttwu() will sort out the placement.
1702          */
1703         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1704                         !p->on_rq);
1705
1706         /*
1707          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1708          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1709          * time relying on p->on_rq.
1710          */
1711         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1712                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1713                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1714
1715 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1716         /*
1717          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1718          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1719          *
1720          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1721          * see task_group().
1722          *
1723          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1724          * task_rq_lock().
1725          */
1726         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1727                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1728 #endif
1729         /*
1730          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1731          */
1732         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1733 #endif
1734
1735         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1736
1737         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1738                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1739                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1740                 p->se.nr_migrations++;
1741                 rseq_migrate(p);
1742                 perf_event_task_migrate(p);
1743         }
1744
1745         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1746 }
1747
1748 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1749 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1750 {
1751         if (task_on_rq_queued(p)) {
1752                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1753                 struct rq_flags srf, drf;
1754
1755                 src_rq = task_rq(p);
1756                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1757
1758                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1759                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1760
1761                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1762                 set_task_cpu(p, cpu);
1763                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1764                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1765
1766                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1767                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1768
1769         } else {
1770                 /*
1771                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1772                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1773                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1774                  */
1775                 p->wake_cpu = cpu;
1776         }
1777 }
1778
1779 struct migration_swap_arg {
1780         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1781         int src_cpu, dst_cpu;
1782 };
1783
1784 static int migrate_swap_stop(void *data)
1785 {
1786         struct migration_swap_arg *arg = data;
1787         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1788         int ret = -EAGAIN;
1789
1790         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1791                 return -EAGAIN;
1792
1793         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1794         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1795
1796         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1797                         &arg->dst_task->pi_lock);
1798         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1799
1800         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1801                 goto unlock;
1802
1803         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1804                 goto unlock;
1805
1806         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1807                 goto unlock;
1808
1809         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1810                 goto unlock;
1811
1812         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1813         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1814
1815         ret = 0;
1816
1817 unlock:
1818         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1819         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1820         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1821
1822         return ret;
1823 }
1824
1825 /*
1826  * Cross migrate two tasks
1827  */
1828 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1829                 int target_cpu, int curr_cpu)
1830 {
1831         struct migration_swap_arg arg;
1832         int ret = -EINVAL;
1833
1834         arg = (struct migration_swap_arg){
1835                 .src_task = cur,
1836                 .src_cpu = curr_cpu,
1837                 .dst_task = p,
1838                 .dst_cpu = target_cpu,
1839         };
1840
1841         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1842                 goto out;
1843
1844         /*
1845          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1846          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1847          */
1848         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1849                 goto out;
1850
1851         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1852                 goto out;
1853
1854         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1855                 goto out;
1856
1857         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1858         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1859
1860 out:
1861         return ret;
1862 }
1863 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1864
1865 /*
1866  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1867  *
1868  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1869  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1870  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1871  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1872  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1873  * @p has remained unscheduled the whole time.
1874  *
1875  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1876  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1877  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1878  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1879  * waiting to become inactive.
1880  */
1881 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1882 {
1883         int running, queued;
1884         struct rq_flags rf;
1885         unsigned long ncsw;
1886         struct rq *rq;
1887
1888         for (;;) {
1889                 /*
1890                  * We do the initial early heuristics without holding
1891                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1892                  * the runqueue lock when things look like they will
1893                  * work out!
1894                  */
1895                 rq = task_rq(p);
1896
1897                 /*
1898                  * If the task is actively running on another CPU
1899                  * still, just relax and busy-wait without holding
1900                  * any locks.
1901                  *
1902                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1903                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1904                  * But we don't care, since "task_running()" will
1905                  * return false if the runqueue has changed and p
1906                  * is actually now running somewhere else!
1907                  */
1908                 while (task_running(rq, p)) {
1909                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1910                                 return 0;
1911                         cpu_relax();
1912                 }
1913
1914                 /*
1915                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1916                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1917                  * just go back and repeat.
1918                  */
1919                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1920                 trace_sched_wait_task(p);
1921                 running = task_running(rq, p);
1922                 queued = task_on_rq_queued(p);
1923                 ncsw = 0;
1924                 if (!match_state || p->state == match_state)
1925                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1926                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1927
1928                 /*
1929                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1930                  */
1931                 if (unlikely(!ncsw))
1932                         break;
1933
1934                 /*
1935                  * Was it really running after all now that we
1936                  * checked with the proper locks actually held?
1937                  *
1938                  * Oops. Go back and try again..
1939                  */
1940                 if (unlikely(running)) {
1941                         cpu_relax();
1942                         continue;
1943                 }
1944
1945                 /*
1946                  * It's not enough that it's not actively running,
1947                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1948                  * preempted!
1949                  *
1950                  * So if it was still runnable (but just not actively
1951                  * running right now), it's preempted, and we should
1952                  * yield - it could be a while.
1953                  */
1954                 if (unlikely(queued)) {
1955                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1956
1957                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1958                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1959                         continue;
1960                 }
1961
1962                 /*
1963                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1964                  * runnable, which means that it will never become
1965                  * running in the future either. We're all done!
1966                  */
1967                 break;
1968         }
1969
1970         return ncsw;
1971 }
1972
1973 /***
1974  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1975  * @p: the to-be-kicked thread
1976  *
1977  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1978  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1979  *
1980  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1981  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1982  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1983  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1984  * achieved as well.
1985  */
1986 void kick_process(struct task_struct *p)
1987 {
1988         int cpu;
1989
1990         preempt_disable();
1991         cpu = task_cpu(p);
1992         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1993                 smp_send_reschedule(cpu);
1994         preempt_enable();
1995 }
1996 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1997
1998 /*
1999  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2000  *
2001  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2002  *
2003  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2004  *
2005  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2006  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2007  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2008  *    see it.
2009  *
2010  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2011  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2012  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2013  *    off.
2014  *
2015  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2016  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2017  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2018  * to satisfy the above rules.
2019  */
2020 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2021 {
2022         int nid = cpu_to_node(cpu);
2023         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2024         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2025         int dest_cpu;
2026
2027         /*
2028          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2029          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2030          * select the CPU on the other node.
2031          */
2032         if (nid != -1) {
2033                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2034
2035                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2036                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2037                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2038                                 continue;
2039                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2040                                 return dest_cpu;
2041                 }
2042         }
2043
2044         for (;;) {
2045                 /* Any allowed, online CPU? */
2046                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2047                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2048                                 continue;
2049
2050                         goto out;
2051                 }
2052
2053                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2054                 switch (state) {
2055                 case cpuset:
2056                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2057                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2058                                 state = possible;
2059                                 break;
2060                         }
2061                         /* Fall-through */
2062                 case possible:
2063                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2064                         state = fail;
2065                         break;
2066
2067                 case fail:
2068                         BUG();
2069                         break;
2070                 }
2071         }
2072
2073 out:
2074         if (state != cpuset) {
2075                 /*
2076                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2077                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2078                  * leave kernel.
2079                  */
2080                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2081                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2082                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2083                 }
2084         }
2085
2086         return dest_cpu;
2087 }
2088
2089 /*
2090  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2091  */
2092 static inline
2093 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2094 {
2095         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2096
2097         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2098                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2099         else
2100                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2101
2102         /*
2103          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2104          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2105          * CPU.
2106          *
2107          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2108          *
2109          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2110          *   not worry about this generic constraint ]
2111          */
2112         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2113                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2114
2115         return cpu;
2116 }
2117
2118 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2119 {
2120         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2121         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2122
2123         if (stop) {
2124                 /*
2125                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2126                  * userspace knows about and won't get confused about.
2127                  *
2128                  * Also, it will make PI more or less work without too
2129                  * much confusion -- but then, stop work should not
2130                  * rely on PI working anyway.
2131                  */
2132                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2133
2134                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2135         }
2136
2137         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2138
2139         if (old_stop) {
2140                 /*
2141                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2142                  * it can die in pieces.
2143                  */
2144                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2145         }
2146 }
2147
2148 #else
2149
2150 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2151                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2152 {
2153         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2154 }
2155
2156 #endif /* CONFIG_SMP */
2157
2158 static void
2159 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2160 {
2161         struct rq *rq;
2162
2163         if (!schedstat_enabled())
2164                 return;
2165
2166         rq = this_rq();
2167
2168 #ifdef CONFIG_SMP
2169         if (cpu == rq->cpu) {
2170                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2171                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2172         } else {
2173                 struct sched_domain *sd;
2174
2175                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2176                 rcu_read_lock();
2177                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2178                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2179                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2180                                 break;
2181                         }
2182                 }
2183                 rcu_read_unlock();
2184         }
2185
2186         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2187                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2188 #endif /* CONFIG_SMP */
2189
2190         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2191         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2192
2193         if (wake_flags & WF_SYNC)
2194                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2195 }
2196
2197 /*
2198  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2199  */
2200 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2201                            struct rq_flags *rf)
2202 {
2203         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2204         p->state = TASK_RUNNING;
2205         trace_sched_wakeup(p);
2206
2207 #ifdef CONFIG_SMP
2208         if (p->sched_class->task_woken) {
2209                 /*
2210                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2211                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2212                  */
2213                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2214                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2215                 rq_repin_lock(rq, rf);
2216         }
2217
2218         if (rq->idle_stamp) {
2219                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2220                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2221
2222                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2223
2224                 if (rq->avg_idle > max)
2225                         rq->avg_idle = max;
2226
2227                 rq->idle_stamp = 0;
2228         }
2229 #endif
2230 }
2231
2232 static void
2233 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2234                  struct rq_flags *rf)
2235 {
2236         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2237
2238         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2239
2240 #ifdef CONFIG_SMP
2241         if (p->sched_contributes_to_load)
2242                 rq->nr_uninterruptible--;
2243
2244         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2245                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2246 #endif
2247
2248         activate_task(rq, p, en_flags);
2249         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2250 }
2251
2252 /*
2253  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2254  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2255  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2256  * the task is still ->on_rq.
2257  */
2258 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2259 {
2260         struct rq_flags rf;
2261         struct rq *rq;
2262         int ret = 0;
2263
2264         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2265         if (task_on_rq_queued(p)) {
2266                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2267                 update_rq_clock(rq);
2268                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2269                 ret = 1;
2270         }
2271         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2272
2273         return ret;
2274 }
2275
2276 #ifdef CONFIG_SMP
2277 void sched_ttwu_pending(void *arg)
2278 {
2279         struct llist_node *llist = arg;
2280         struct rq *rq = this_rq();
2281         struct task_struct *p, *t;
2282         struct rq_flags rf;
2283
2284         if (!llist)
2285                 return;
2286
2287         /*
2288          * rq::ttwu_pending racy indication of out-standing wakeups.
2289          * Races such that false-negatives are possible, since they
2290          * are shorter lived that false-positives would be.
2291          */
2292         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 0);
2293
2294         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2295         update_rq_clock(rq);
2296
2297         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2298                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2299
2300         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2301 }
2302
2303 void send_call_function_single_ipi(int cpu)
2304 {
2305         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2306
2307         if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2308                 arch_send_call_function_single_ipi(cpu);
2309         else
2310                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2311 }
2312
2313 /*
2314  * Queue a task on the target CPUs wake_list and wake the CPU via IPI if
2315  * necessary. The wakee CPU on receipt of the IPI will queue the task
2316  * via sched_ttwu_wakeup() for activation so the wakee incurs the cost
2317  * of the wakeup instead of the waker.
2318  */
2319 static void __ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2320 {
2321         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2322
2323         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2324
2325         WRITE_ONCE(rq->ttwu_pending, 1);
2326         __smp_call_single_queue(cpu, &p->wake_entry);
2327 }
2328
2329 void wake_up_if_idle(int cpu)
2330 {
2331         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2332         struct rq_flags rf;
2333
2334         rcu_read_lock();
2335
2336         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2337                 goto out;
2338
2339         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2340                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2341         } else {
2342                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2343                 if (is_idle_task(rq->curr))
2344                         smp_send_reschedule(cpu);
2345                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2346                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2347         }
2348
2349 out:
2350         rcu_read_unlock();
2351 }
2352
2353 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2354 {
2355         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2356 }
2357
2358 static inline bool ttwu_queue_cond(int cpu, int wake_flags)
2359 {
2360         /*
2361          * If the CPU does not share cache, then queue the task on the
2362          * remote rqs wakelist to avoid accessing remote data.
2363          */
2364         if (!cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu))
2365                 return true;
2366
2367         /*
2368          * If the task is descheduling and the only running task on the
2369          * CPU then use the wakelist to offload the task activation to
2370          * the soon-to-be-idle CPU as the current CPU is likely busy.
2371          * nr_running is checked to avoid unnecessary task stacking.
2372          */
2373         if ((wake_flags & WF_ON_RQ) && cpu_rq(cpu)->nr_running <= 1)
2374                 return true;
2375
2376         return false;
2377 }
2378
2379 static bool ttwu_queue_wakelist(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2380 {
2381         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && ttwu_queue_cond(cpu, wake_flags)) {
2382                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2383                 __ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags);
2384                 return true;
2385         }
2386
2387         return false;
2388 }
2389 #endif /* CONFIG_SMP */
2390
2391 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2392 {
2393         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2394         struct rq_flags rf;
2395
2396 #if defined(CONFIG_SMP)
2397         if (ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags))
2398                 return;
2399 #endif
2400
2401         rq_lock(rq, &rf);
2402         update_rq_clock(rq);
2403         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2404         rq_unlock(rq, &rf);
2405 }
2406
2407 /*
2408  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2409  *
2410  *  MIGRATION
2411  *
2412  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2413  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2414  * execution on its new CPU [c1].
2415  *
2416  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2417  *
2418  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2419  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2420  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2421  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2422  *
2423  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2424  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2425  *
2426  * Example:
2427  *
2428  *   CPU0            CPU1            CPU2
2429  *
2430  *   LOCK rq(0)->lock
2431  *   sched-out X
2432  *   sched-in Y
2433  *   UNLOCK rq(0)->lock
2434  *
2435  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2436  *                                   dequeue X
2437  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2438  *
2439  *                                   LOCK rq(1)->lock
2440  *                                   enqueue X
2441  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2442  *
2443  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2444  *                   sched-out Z
2445  *                   sched-in X
2446  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2447  *
2448  *
2449  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2450  *
2451  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2452  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2453  * chain to provide order. Instead we do:
2454  *
2455  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2456  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2457  *
2458  * Example:
2459  *
2460  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2461  *
2462  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2463  *   dequeue X
2464  *   sched-out X
2465  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2466  *
2467  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2468  *                    X->state = WAKING
2469  *                    set_task_cpu(X,2)
2470  *
2471  *                    LOCK rq(2)->lock
2472  *                    enqueue X
2473  *                    X->state = RUNNING
2474  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2475  *
2476  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2477  *                                          sched-out Z
2478  *                                          sched-in X
2479  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2480  *
2481  *                    UNLOCK X->pi_lock
2482  *   UNLOCK rq(0)->lock
2483  *
2484  *
2485  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2486  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2487  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2488  */
2489
2490 /**
2491  * try_to_wake_up - wake up a thread
2492  * @p: the thread to be awakened
2493  * @state: the mask of task states that can be woken
2494  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2495  *
2496  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2497  *
2498  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2499  *
2500  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2501  * set_current_state().
2502  *
2503  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2504  * state; see set_current_state().
2505  *
2506  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2507  *         %false otherwise.
2508  */
2509 static int
2510 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2511 {
2512         unsigned long flags;
2513         int cpu, success = 0;
2514
2515         preempt_disable();
2516         if (p == current) {
2517                 /*
2518                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2519                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2520                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2521                  * without taking any locks.
2522                  *
2523                  * In particular:
2524                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2525                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2526                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2527                  */
2528                 if (!(p->state & state))
2529                         goto out;
2530
2531                 success = 1;
2532                 cpu = task_cpu(p);
2533                 trace_sched_waking(p);
2534                 p->state = TASK_RUNNING;
2535                 trace_sched_wakeup(p);
2536                 goto out;
2537         }
2538
2539         /*
2540          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2541          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2542          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2543          * set_current_state() the waiting thread does.
2544          */
2545         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2546         smp_mb__after_spinlock();
2547         if (!(p->state & state))
2548                 goto unlock;
2549
2550         trace_sched_waking(p);
2551
2552         /* We're going to change ->state: */
2553         success = 1;
2554         cpu = task_cpu(p);
2555
2556         /*
2557          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2558          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2559          * in smp_cond_load_acquire() below.
2560          *
2561          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2562          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2563          *   UNLOCK rq->lock
2564          *
2565          * __schedule() (switch to task 'p')
2566          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2567          *   smp_mb__after_spinlock();
2568          *   UNLOCK rq->lock
2569          *
2570          * [task p]
2571          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2572          *
2573          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2574          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2575          *
2576          * A similar smb_rmb() lives in try_invoke_on_locked_down_task().
2577          */
2578         smp_rmb();
2579         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2580                 goto unlock;
2581
2582         if (p->in_iowait) {
2583                 delayacct_blkio_end(p);
2584                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2585         }
2586
2587 #ifdef CONFIG_SMP
2588         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2589         p->state = TASK_WAKING;
2590
2591         /*
2592          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2593          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2594          *
2595          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2596          * from the runqueue.
2597          *
2598          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2599          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2600          *   UNLOCK rq->lock
2601          *
2602          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2603          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2604          *   smp_mb__after_spinlock();
2605          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2606          *
2607          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2608          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2609          */
2610         smp_rmb();
2611
2612         /*
2613          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2614          * this task as prev, considering queueing p on the remote CPUs wake_list
2615          * which potentially sends an IPI instead of spinning on p->on_cpu to
2616          * let the waker make forward progress. This is safe because IRQs are
2617          * disabled and the IPI will deliver after on_cpu is cleared.
2618          */
2619         if (READ_ONCE(p->on_cpu) && ttwu_queue_wakelist(p, cpu, wake_flags | WF_ON_RQ))
2620                 goto unlock;
2621
2622         /*
2623          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2624          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2625          *
2626          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2627          *
2628          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2629          * their previous state and preserve Program Order.
2630          */
2631         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2632
2633         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2634         if (task_cpu(p) != cpu) {
2635                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2636                 psi_ttwu_dequeue(p);
2637                 set_task_cpu(p, cpu);
2638         }
2639 #endif /* CONFIG_SMP */
2640
2641         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2642 unlock:
2643         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2644 out:
2645         if (success)
2646                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2647         preempt_enable();
2648
2649         return success;
2650 }
2651
2652 /**
2653  * try_invoke_on_locked_down_task - Invoke a function on task in fixed state
2654  * @p: Process for which the function is to be invoked.
2655  * @func: Function to invoke.
2656  * @arg: Argument to function.
2657  *
2658  * If the specified task can be quickly locked into a definite state
2659  * (either sleeping or on a given runqueue), arrange to keep it in that
2660  * state while invoking @func(@arg).  This function can use ->on_rq and
2661  * task_curr() to work out what the state is, if required.  Given that
2662  * @func can be invoked with a runqueue lock held, it had better be quite
2663  * lightweight.
2664  *
2665  * Returns:
2666  *      @false if the task slipped out from under the locks.
2667  *      @true if the task was locked onto a runqueue or is sleeping.
2668  *              However, @func can override this by returning @false.
2669  */
2670 bool try_invoke_on_locked_down_task(struct task_struct *p, bool (*func)(struct task_struct *t, void *arg), void *arg)
2671 {
2672         bool ret = false;
2673         struct rq_flags rf;
2674         struct rq *rq;
2675
2676         lockdep_assert_irqs_enabled();
2677         raw_spin_lock_irq(&p->pi_lock);
2678         if (p->on_rq) {
2679                 rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2680                 if (task_rq(p) == rq)
2681                         ret = func(p, arg);
2682                 rq_unlock(rq, &rf);
2683         } else {
2684                 switch (p->state) {
2685                 case TASK_RUNNING:
2686                 case TASK_WAKING:
2687                         break;
2688                 default:
2689                         smp_rmb(); // See smp_rmb() comment in try_to_wake_up().
2690                         if (!p->on_rq)
2691                                 ret = func(p, arg);
2692                 }
2693         }
2694         raw_spin_unlock_irq(&p->pi_lock);
2695         return ret;
2696 }
2697
2698 /**
2699  * wake_up_process - Wake up a specific process
2700  * @p: The process to be woken up.
2701  *
2702  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2703  * processes.
2704  *
2705  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2706  *
2707  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2708  */
2709 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2710 {
2711         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2712 }
2713 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2714
2715 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2716 {
2717         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2718 }
2719
2720 /*
2721  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2722  * p is forked by current.
2723  *
2724  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2725  */
2726 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2727 {
2728         p->on_rq                        = 0;
2729
2730         p->se.on_rq                     = 0;
2731         p->se.exec_start                = 0;
2732         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2733         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2734         p->se.nr_migrations             = 0;
2735         p->se.vruntime                  = 0;
2736         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2737
2738 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2739         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2740 #endif
2741
2742 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2743         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2744         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2745 #endif
2746
2747         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2748         init_dl_task_timer(&p->dl);
2749         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2750         __dl_clear_params(p);
2751
2752         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2753         p->rt.timeout           = 0;
2754         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2755         p->rt.on_rq             = 0;
2756         p->rt.on_list           = 0;
2757
2758 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2759         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2760 #endif
2761
2762 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2763         p->capture_control = NULL;
2764 #endif
2765         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2766 #ifdef CONFIG_SMP
2767         p->wake_entry_type = CSD_TYPE_TTWU;
2768 #endif
2769 }
2770
2771 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2772
2773 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2774
2775 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2776 {
2777         if (enabled)
2778                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2779         else
2780                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2781 }
2782
2783 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2784 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2785                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2786 {
2787         struct ctl_table t;
2788         int err;
2789         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2790
2791         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2792                 return -EPERM;
2793
2794         t = *table;
2795         t.data = &state;
2796         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2797         if (err < 0)
2798                 return err;
2799         if (write)
2800                 set_numabalancing_state(state);
2801         return err;
2802 }
2803 #endif
2804 #endif
2805
2806 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2807
2808 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2809 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2810
2811 static void set_schedstats(bool enabled)
2812 {
2813         if (enabled)
2814                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2815         else
2816                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2817 }
2818
2819 void force_schedstat_enabled(void)
2820 {
2821         if (!schedstat_enabled()) {
2822                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2823                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2824         }
2825 }
2826
2827 static int __init setup_schedstats(char *str)
2828 {
2829         int ret = 0;
2830         if (!str)
2831                 goto out;
2832
2833         /*
2834          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2835          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2836          * variable so init_schedstats() can do it later.
2837          */
2838         if (!strcmp(str, "enable")) {
2839                 __sched_schedstats = true;
2840                 ret = 1;
2841         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2842                 __sched_schedstats = false;
2843                 ret = 1;
2844         }
2845 out:
2846         if (!ret)
2847                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2848
2849         return ret;
2850 }
2851 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2852
2853 static void __init init_schedstats(void)
2854 {
2855         set_schedstats(__sched_schedstats);
2856 }
2857
2858 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2859 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2860                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2861 {
2862         struct ctl_table t;
2863         int err;
2864         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2865
2866         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2867                 return -EPERM;
2868
2869         t = *table;
2870         t.data = &state;
2871         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2872         if (err < 0)
2873                 return err;
2874         if (write)
2875                 set_schedstats(state);
2876         return err;
2877 }
2878 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2879 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2880 static inline void init_schedstats(void) {}
2881 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2882
2883 /*
2884  * fork()/clone()-time setup:
2885  */
2886 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2887 {
2888         unsigned long flags;
2889
2890         __sched_fork(clone_flags, p);
2891         /*
2892          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2893          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2894          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2895          */
2896         p->state = TASK_NEW;
2897
2898         /*
2899          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2900          */
2901         p->prio = current->normal_prio;
2902
2903         uclamp_fork(p);
2904
2905         /*
2906          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2907          */
2908         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2909                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2910                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2911                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2912                         p->rt_priority = 0;
2913                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2914                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2915
2916                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2917                 set_load_weight(p, false);
2918
2919                 /*
2920                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2921                  * fulfilled its duty:
2922                  */
2923                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2924         }
2925
2926         if (dl_prio(p->prio))
2927                 return -EAGAIN;
2928         else if (rt_prio(p->prio))
2929                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2930         else
2931                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2932
2933         init_entity_runnable_average(&p->se);
2934
2935         /*
2936          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2937          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2938          * is ran before sched_fork().
2939          *
2940          * Silence PROVE_RCU.
2941          */
2942         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2943         /*
2944          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2945          * so use __set_task_cpu().
2946          */
2947         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2948         if (p->sched_class->task_fork)
2949                 p->sched_class->task_fork(p);
2950         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2951
2952 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2953         if (likely(sched_info_on()))
2954                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2955 #endif
2956 #if defined(CONFIG_SMP)
2957         p->on_cpu = 0;
2958 #endif
2959         init_task_preempt_count(p);
2960 #ifdef CONFIG_SMP
2961         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2962         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2963 #endif
2964         return 0;
2965 }
2966
2967 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2968 {
2969         if (runtime == RUNTIME_INF)
2970                 return BW_UNIT;
2971
2972         /*
2973          * Doing this here saves a lot of checks in all
2974          * the calling paths, and returning zero seems
2975          * safe for them anyway.
2976          */
2977         if (period == 0)
2978                 return 0;
2979
2980         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2981 }
2982
2983 /*
2984  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2985  *
2986  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2987  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2988  * on the runqueue and wakes it.
2989  */
2990 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2991 {
2992         struct rq_flags rf;
2993         struct rq *rq;
2994
2995         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2996         p->state = TASK_RUNNING;
2997 #ifdef CONFIG_SMP
2998         /*
2999          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
3000          *  - cpus_ptr can change in the fork path
3001          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
3002          *
3003          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
3004          * as we're not fully set-up yet.
3005          */
3006         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
3007         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
3008 #endif
3009         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
3010         update_rq_clock(rq);
3011         post_init_entity_util_avg(p);
3012
3013         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
3014         trace_sched_wakeup_new(p);
3015         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
3016 #ifdef CONFIG_SMP
3017         if (p->sched_class->task_woken) {
3018                 /*
3019                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
3020                  * drop it.
3021                  */
3022                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
3023                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
3024                 rq_repin_lock(rq, &rf);
3025         }
3026 #endif
3027         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3028 }
3029
3030 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
3031
3032 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
3033
3034 void preempt_notifier_inc(void)
3035 {
3036         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
3037 }
3038 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
3039
3040 void preempt_notifier_dec(void)
3041 {
3042         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
3043 }
3044 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
3045
3046 /**
3047  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3048  * @notifier: notifier struct to register
3049  */
3050 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3051 {
3052         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3053                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3054
3055         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3056 }
3057 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3058
3059 /**
3060  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3061  * @notifier: notifier struct to unregister
3062  *
3063  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3064  */
3065 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3066 {
3067         hlist_del(&notifier->link);
3068 }
3069 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3070
3071 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3072 {
3073         struct preempt_notifier *notifier;
3074
3075         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3076                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3077 }
3078
3079 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3080 {
3081         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3082                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3083 }
3084
3085 static void
3086 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3087                                    struct task_struct *next)
3088 {
3089         struct preempt_notifier *notifier;
3090
3091         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3092                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3093 }
3094
3095 static __always_inline void
3096 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3097                                  struct task_struct *next)
3098 {
3099         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3100                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3101 }
3102
3103 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3104
3105 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3106 {
3107 }
3108
3109 static inline void
3110 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3111                                  struct task_struct *next)
3112 {
3113 }
3114
3115 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3116
3117 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3118 {
3119 #ifdef CONFIG_SMP
3120         /*
3121          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3122          * such that any running task will have this set.
3123          */
3124         next->on_cpu = 1;
3125 #endif
3126 }
3127
3128 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3129 {
3130 #ifdef CONFIG_SMP
3131         /*
3132          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3133          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3134          * finished.
3135          *
3136          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3137          * happen before this.
3138          *
3139          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3140          */
3141         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3142 #endif
3143 }
3144
3145 static inline void
3146 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3147 {
3148         /*
3149          * Since the runqueue lock will be released by the next
3150          * task (which is an invalid locking op but in the case
3151          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3152          * do an early lockdep release here:
3153          */
3154         rq_unpin_lock(rq, rf);
3155         spin_release(&rq->lock.dep_map, _THIS_IP_);
3156 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3157         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3158         rq->lock.owner = next;
3159 #endif
3160 }
3161
3162 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3163 {
3164         /*
3165          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3166          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3167          * prev into current:
3168          */
3169         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3170         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3171 }
3172
3173 /*
3174  * NOP if the arch has not defined these:
3175  */
3176
3177 #ifndef prepare_arch_switch
3178 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3179 #endif
3180
3181 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3182 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3183 #endif
3184
3185 /**
3186  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3187  * @rq: the runqueue preparing to switch
3188  * @prev: the current task that is being switched out
3189  * @next: the task we are going to switch to.
3190  *
3191  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3192  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3193  * switch.
3194  *
3195  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3196  * hooks.
3197  */
3198 static inline void
3199 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3200                     struct task_struct *next)
3201 {
3202         kcov_prepare_switch(prev);
3203         sched_info_switch(rq, prev, next);
3204         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3205         rseq_preempt(prev);
3206         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3207         prepare_task(next);
3208         prepare_arch_switch(next);
3209 }
3210
3211 /**
3212  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3213  * @prev: the thread we just switched away from.
3214  *
3215  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3216  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3217  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3218  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3219  *
3220  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3221  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3222  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3223  * details.)
3224  *
3225  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3226  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3227  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3228  * because prev may have moved to another CPU.
3229  */
3230 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3231         __releases(rq->lock)
3232 {
3233         struct rq *rq = this_rq();
3234         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3235         long prev_state;
3236
3237         /*
3238          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3239          * because it left us after:
3240          *
3241          *      schedule()
3242          *        preempt_disable();                    // 1
3243          *        __schedule()
3244          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3245          *
3246          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3247          */
3248         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3249                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3250                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3251                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3252
3253         rq->prev_mm = NULL;
3254
3255         /*
3256          * A task struct has one reference for the use as "current".
3257          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3258          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3259          * the scheduled task must drop that reference.
3260          *
3261          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3262          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3263          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3264          * transition, resulting in a double drop.
3265          */
3266         prev_state = prev->state;
3267         vtime_task_switch(prev);
3268         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3269         finish_task(prev);
3270         finish_lock_switch(rq);
3271         finish_arch_post_lock_switch();
3272         kcov_finish_switch(current);
3273
3274         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3275         /*
3276          * When switching through a kernel thread, the loop in
3277          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3278          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3279          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3280          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3281          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3282          *
3283          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3284          *   provided by mmdrop(),
3285          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3286          */
3287         if (mm) {
3288                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3289                 mmdrop(mm);
3290         }
3291         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3292                 if (prev->sched_class->task_dead)
3293                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3294
3295                 /*
3296                  * Remove function-return probe instances associated with this
3297                  * task and put them back on the free list.
3298                  */
3299                 kprobe_flush_task(prev);
3300
3301                 /* Task is done with its stack. */
3302                 put_task_stack(prev);
3303
3304                 put_task_struct_rcu_user(prev);
3305         }
3306
3307         tick_nohz_task_switch();
3308         return rq;
3309 }
3310
3311 #ifdef CONFIG_SMP
3312
3313 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3314 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3315 {
3316         struct callback_head *head, *next;
3317         void (*func)(struct rq *rq);
3318         unsigned long flags;
3319
3320         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3321         head = rq->balance_callback;
3322         rq->balance_callback = NULL;
3323         while (head) {
3324                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3325                 next = head->next;
3326                 head->next = NULL;
3327                 head = next;
3328
3329                 func(rq);
3330         }
3331         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3332 }
3333
3334 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3335 {
3336         if (unlikely(rq->balance_callback))
3337                 __balance_callback(rq);
3338 }
3339
3340 #else
3341
3342 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3343 {
3344 }
3345
3346 #endif
3347
3348 /**
3349  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3350  * @prev: the thread we just switched away from.
3351  */
3352 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3353         __releases(rq->lock)
3354 {
3355         struct rq *rq;
3356
3357         /*
3358          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3359          * finish_task_switch() for details.
3360          *
3361          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3362          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3363          * PREEMPT_COUNT kernels).
3364          */
3365
3366         rq = finish_task_switch(prev);
3367         balance_callback(rq);
3368         preempt_enable();
3369
3370         if (current->set_child_tid)
3371                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3372
3373         calculate_sigpending();
3374 }
3375
3376 /*
3377  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3378  */
3379 static __always_inline struct rq *
3380 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3381                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3382 {
3383         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3384
3385         /*
3386          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3387          * combine the page table reload and the switch backend into
3388          * one hypercall.
3389          */
3390         arch_start_context_switch(prev);
3391
3392         /*
3393          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3394          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3395          *
3396          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3397          *   user ->   user   switch
3398          */
3399         if (!next->mm) {                                // to kernel
3400                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3401
3402                 next->active_mm = prev->active_mm;
3403                 if (prev->mm)                           // from user
3404                         mmgrab(prev->active_mm);
3405                 else
3406                         prev->active_mm = NULL;
3407         } else {                                        // to user
3408                 membarrier_switch_mm(rq, prev->active_mm, next->mm);
3409                 /*
3410                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3411                  * rq->curr / membarrier_switch_mm() and returning to userspace.
3412                  *
3413                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3414                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3415                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3416                  */
3417                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3418
3419                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3420                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3421                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3422                         prev->active_mm = NULL;
3423                 }
3424         }
3425
3426         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3427
3428         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3429
3430         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3431         switch_to(prev, next, prev);
3432         barrier();
3433
3434         return finish_task_switch(prev);
3435 }
3436
3437 /*
3438  * nr_running and nr_context_switches:
3439  *
3440  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3441  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3442  */
3443 unsigned long nr_running(void)
3444 {
3445         unsigned long i, sum = 0;
3446
3447         for_each_online_cpu(i)
3448                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3449
3450         return sum;
3451 }
3452
3453 /*
3454  * Check if only the current task is running on the CPU.
3455  *
3456  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3457  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3458  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3459  *
3460  * - from a non-preemptible section (of course)
3461  *
3462  * - from a thread that is bound to a single CPU
3463  *
3464  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3465  */
3466 bool single_task_running(void)
3467 {
3468         return raw_rq()->nr_running == 1;
3469 }
3470 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3471
3472 unsigned long long nr_context_switches(void)
3473 {
3474         int i;
3475         unsigned long long sum = 0;
3476
3477         for_each_possible_cpu(i)
3478                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3479
3480         return sum;
3481 }
3482
3483 /*
3484  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3485  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3486  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3487  * it does become runnable.
3488  */
3489
3490 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3491 {
3492         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3493 }
3494
3495 /*
3496  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3497  *
3498  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3499  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3500  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3501  *
3502  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3503  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3504  * running and we'd not be idle.
3505  *
3506  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3507  * is broken.
3508  *
3509  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3510  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3511  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3512  * utilising both CPUs.
3513  *
3514  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3515  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3516  *
3517  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3518  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3519  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3520  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3521  *
3522  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3523  */
3524
3525 unsigned long nr_iowait(void)
3526 {
3527         unsigned long i, sum = 0;
3528
3529         for_each_possible_cpu(i)
3530                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3531
3532         return sum;
3533 }
3534
3535 #ifdef CONFIG_SMP
3536
3537 /*
3538  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3539  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3540  */
3541 void sched_exec(void)
3542 {
3543         struct task_struct *p = current;
3544         unsigned long flags;
3545         int dest_cpu;
3546
3547         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3548         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3549         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3550                 goto unlock;
3551
3552         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3553                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3554
3555                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3556                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3557                 return;
3558         }
3559 unlock:
3560         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3561 }
3562
3563 #endif
3564
3565 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3566 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3567
3568 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3569 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3570
3571 /*
3572  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3573  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3574  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3575  * Prefetching this data results in improved performance.
3576  */
3577 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3578 {
3579 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3580         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3581 #else
3582         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3583 #endif
3584         prefetch(curr);
3585         prefetch(&curr->exec_start);
3586 }
3587
3588 /*
3589  * Return accounted runtime for the task.
3590  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3591  * pending runtime that have not been accounted yet.
3592  */
3593 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3594 {
3595         struct rq_flags rf;
3596         struct rq *rq;
3597         u64 ns;
3598
3599 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3600         /*
3601          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3602          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3603          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3604          *
3605          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3606          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3607          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3608          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3609          * been accounted, so we're correct here as well.
3610          */
3611         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3612                 return p->se.sum_exec_runtime;
3613 #endif
3614
3615         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3616         /*
3617          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3618          * project cycles that may never be accounted to this
3619          * thread, breaking clock_gettime().
3620          */
3621         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3622                 prefetch_curr_exec_start(p);
3623                 update_rq_clock(rq);
3624                 p->sched_class->update_curr(rq);
3625         }
3626         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3627         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3628
3629         return ns;
3630 }
3631
3632 DEFINE_PER_CPU(unsigned long, thermal_pressure);
3633
3634 void arch_set_thermal_pressure(struct cpumask *cpus,
3635                                unsigned long th_pressure)
3636 {
3637         int cpu;
3638
3639         for_each_cpu(cpu, cpus)
3640                 WRITE_ONCE(per_cpu(thermal_pressure, cpu), th_pressure);
3641 }
3642
3643 /*
3644  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3645  * We call it with interrupts disabled.
3646  */
3647 void scheduler_tick(void)
3648 {
3649         int cpu = smp_processor_id();
3650         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3651         struct task_struct *curr = rq->curr;
3652         struct rq_flags rf;
3653         unsigned long thermal_pressure;
3654
3655         arch_scale_freq_tick();
3656         sched_clock_tick();
3657
3658         rq_lock(rq, &rf);
3659
3660         update_rq_clock(rq);
3661         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
3662         update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure);
3663         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3664         calc_global_load_tick(rq);
3665         psi_task_tick(rq);
3666
3667         rq_unlock(rq, &rf);
3668
3669         perf_event_task_tick();
3670
3671 #ifdef CONFIG_SMP
3672         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3673         trigger_load_balance(rq);
3674 #endif
3675 }
3676
3677 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3678
3679 struct tick_work {
3680         int                     cpu;
3681         atomic_t                state;
3682         struct delayed_work     work;
3683 };
3684 /* Values for ->state, see diagram below. */
3685 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3686 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3687 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3688
3689 /*
3690  * State diagram for ->state:
3691  *
3692  *
3693  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3694  *                    |   ^
3695  *                    |   |
3696  *                    |   | sched_tick_remote()
3697  *                    |   |
3698  *                    |   |
3699  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3700  *                    |   ^
3701  *                    |   |
3702  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3703  *                    |   |
3704  *                    V   |
3705  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3706  *
3707  *
3708  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3709  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3710  */
3711
3712 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3713
3714 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3715 {
3716         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3717         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3718         int cpu = twork->cpu;
3719         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3720         struct task_struct *curr;
3721         struct rq_flags rf;
3722         u64 delta;
3723         int os;
3724
3725         /*
3726          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3727          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3728          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3729          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3730          * of when exactly it is running.
3731          */
3732         if (!tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3733                 goto out_requeue;
3734
3735         rq_lock_irq(rq, &rf);
3736         curr = rq->curr;
3737         if (cpu_is_offline(cpu))
3738                 goto out_unlock;
3739
3740         update_rq_clock(rq);
3741
3742         if (!is_idle_task(curr)) {
3743                 /*
3744                  * Make sure the next tick runs within a reasonable
3745                  * amount of time.
3746                  */
3747                 delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3748                 WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3749         }
3750         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3751
3752         calc_load_nohz_remote(rq);
3753 out_unlock:
3754         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3755 out_requeue:
3756
3757         /*
3758          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3759          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3760          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3761          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3762          */
3763         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3764         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3765         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3766                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3767 }
3768
3769 static void sched_tick_start(int cpu)
3770 {
3771         int os;
3772         struct tick_work *twork;
3773
3774         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3775                 return;
3776
3777         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3778
3779         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3780         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3781         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3782         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3783                 twork->cpu = cpu;
3784                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3785                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3786         }
3787 }
3788
3789 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3790 static void sched_tick_stop(int cpu)
3791 {
3792         struct tick_work *twork;
3793         int os;
3794
3795         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3796                 return;
3797
3798         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3799
3800         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3801         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3802         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3803         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3804         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3805 }
3806 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3807
3808 int __init sched_tick_offload_init(void)
3809 {
3810         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3811         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3812         return 0;
3813 }
3814
3815 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3816 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3817 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3818 #endif
3819
3820 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3821                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3822 /*
3823  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3824  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3825  */
3826 static inline void preempt_latency_start(int val)
3827 {
3828         if (preempt_count() == val) {
3829                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3830 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3831                 current->preempt_disable_ip = ip;
3832 #endif
3833                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3834         }
3835 }
3836
3837 void preempt_count_add(int val)
3838 {
3839 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3840         /*
3841          * Underflow?
3842          */
3843         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3844                 return;
3845 #endif
3846         __preempt_count_add(val);
3847 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3848         /*
3849          * Spinlock count overflowing soon?
3850          */
3851         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3852                                 PREEMPT_MASK - 10);
3853 #endif
3854         preempt_latency_start(val);
3855 }
3856 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3857 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3858
3859 /*
3860  * If the value passed in equals to the current preempt count
3861  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3862  */
3863 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3864 {
3865         if (preempt_count() == val)
3866                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3867 }
3868
3869 void preempt_count_sub(int val)
3870 {
3871 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3872         /*
3873          * Underflow?
3874          */
3875         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3876                 return;
3877         /*
3878          * Is the spinlock portion underflowing?
3879          */
3880         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3881                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3882                 return;
3883 #endif
3884
3885         preempt_latency_stop(val);
3886         __preempt_count_sub(val);
3887 }
3888 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3889 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3890
3891 #else
3892 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3893 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3894 #endif
3895
3896 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3897 {
3898 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3899         return p->preempt_disable_ip;
3900 #else
3901         return 0;
3902 #endif
3903 }
3904
3905 /*
3906  * Print scheduling while atomic bug:
3907  */
3908 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3909 {
3910         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3911         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3912
3913         if (oops_in_progress)
3914                 return;
3915
3916         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3917                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3918
3919         debug_show_held_locks(prev);
3920         print_modules();
3921         if (irqs_disabled())
3922                 print_irqtrace_events(prev);
3923         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3924             && in_atomic_preempt_off()) {
3925                 pr_err("Preemption disabled at:");
3926                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3927                 pr_cont("\n");
3928         }
3929         if (panic_on_warn)
3930                 panic("scheduling while atomic\n");
3931
3932         dump_stack();
3933         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3934 }
3935
3936 /*
3937  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3938  */
3939 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3940 {
3941 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3942         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3943                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3944
3945         if (task_scs_end_corrupted(prev))
3946                 panic("corrupted shadow stack detected inside scheduler\n");
3947 #endif
3948
3949 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3950         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3951                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3952                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3953                 dump_stack();
3954                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3955         }
3956 #endif
3957
3958         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3959                 __schedule_bug(prev);
3960                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3961         }
3962         rcu_sleep_check();
3963
3964         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3965
3966         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3967 }
3968
3969 static void put_prev_task_balance(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3970                                   struct rq_flags *rf)
3971 {
3972 #ifdef CONFIG_SMP
3973         const struct sched_class *class;
3974         /*
3975          * We must do the balancing pass before put_prev_task(), such
3976          * that when we release the rq->lock the task is in the same
3977          * state as before we took rq->lock.
3978          *
3979          * We can terminate the balance pass as soon as we know there is
3980          * a runnable task of @class priority or higher.
3981          */
3982         for_class_range(class, prev->sched_class, &idle_sched_class) {
3983                 if (class->balance(rq, prev, rf))
3984                         break;
3985         }
3986 #endif
3987
3988         put_prev_task(rq, prev);
3989 }
3990
3991 /*
3992  * Pick up the highest-prio task:
3993  */
3994 static inline struct task_struct *
3995 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3996 {
3997         const struct sched_class *class;
3998         struct task_struct *p;
3999
4000         /*
4001          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
4002          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
4003          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
4004          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
4005          */
4006         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
4007                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
4008                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
4009
4010                 p = pick_next_task_fair(rq, prev, rf);
4011                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
4012                         goto restart;
4013
4014                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
4015                 if (!p) {
4016                         put_prev_task(rq, prev);
4017                         p = pick_next_task_idle(rq);
4018                 }
4019
4020                 return p;
4021         }
4022
4023 restart:
4024         put_prev_task_balance(rq, prev, rf);
4025
4026         for_each_class(class) {
4027                 p = class->pick_next_task(rq);
4028                 if (p)
4029                         return p;
4030         }
4031
4032         /* The idle class should always have a runnable task: */
4033         BUG();
4034 }
4035
4036 /*
4037  * __schedule() is the main scheduler function.
4038  *
4039  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
4040  *
4041  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
4042  *
4043  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
4044  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
4045  *
4046  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
4047  *      interrupt handler scheduler_tick().
4048  *
4049  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
4050  *      task to the run-queue and that's it.
4051  *
4052  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
4053  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
4054  *      called on the nearest possible occasion:
4055  *
4056  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
4057  *
4058  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
4059  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
4060  *           spin_unlock()!)
4061  *
4062  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
4063  *           preemptible context
4064  *
4065  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
4066  *         then at the next:
4067  *
4068  *          - cond_resched() call
4069  *          - explicit schedule() call
4070  *          - return from syscall or exception to user-space
4071  *          - return from interrupt-handler to user-space
4072  *
4073  * WARNING: must be called with preemption disabled!
4074  */
4075 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
4076 {
4077         struct task_struct *prev, *next;
4078         unsigned long *switch_count;
4079         struct rq_flags rf;
4080         struct rq *rq;
4081         int cpu;
4082
4083         cpu = smp_processor_id();
4084         rq = cpu_rq(cpu);
4085         prev = rq->curr;
4086
4087         schedule_debug(prev, preempt);
4088
4089         if (sched_feat(HRTICK))
4090                 hrtick_clear(rq);
4091
4092         local_irq_disable();
4093         rcu_note_context_switch(preempt);
4094
4095         /*
4096          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4097          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4098          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4099          *
4100          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4101          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4102          */
4103         rq_lock(rq, &rf);
4104         smp_mb__after_spinlock();
4105
4106         /* Promote REQ to ACT */
4107         rq->clock_update_flags <<= 1;
4108         update_rq_clock(rq);
4109
4110         switch_count = &prev->nivcsw;
4111         if (!preempt && prev->state) {
4112                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4113                         prev->state = TASK_RUNNING;
4114                 } else {
4115                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4116
4117                         if (prev->in_iowait) {
4118                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4119                                 delayacct_blkio_start();
4120                         }
4121                 }
4122                 switch_count = &prev->nvcsw;
4123         }
4124
4125         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4126         clear_tsk_need_resched(prev);
4127         clear_preempt_need_resched();
4128
4129         if (likely(prev != next)) {
4130                 rq->nr_switches++;
4131                 /*
4132                  * RCU users of rcu_dereference(rq->curr) may not see
4133                  * changes to task_struct made by pick_next_task().
4134                  */
4135                 RCU_INIT_POINTER(rq->curr, next);
4136                 /*
4137                  * The membarrier system call requires each architecture
4138                  * to have a full memory barrier after updating
4139                  * rq->curr, before returning to user-space.
4140                  *
4141                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4142                  * various architectures:
4143                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4144                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4145                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4146                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4147                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4148                  *   is a RELEASE barrier),
4149                  */
4150                 ++*switch_count;
4151
4152                 psi_sched_switch(prev, next, !task_on_rq_queued(prev));
4153
4154                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4155
4156                 /* Also unlocks the rq: */
4157                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4158         } else {
4159                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4160                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4161         }
4162
4163         balance_callback(rq);
4164 }
4165
4166 void __noreturn do_task_dead(void)
4167 {
4168         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4169         set_special_state(TASK_DEAD);
4170
4171         /* Tell freezer to ignore us: */
4172         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4173
4174         __schedule(false);
4175         BUG();
4176
4177         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4178         for (;;)
4179                 cpu_relax();
4180 }
4181
4182 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4183 {
4184         if (!tsk->state)
4185                 return;
4186
4187         /*
4188          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4189          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4190          * As this function is called inside the schedule() context,
4191          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4192          * in the possible wakeup of a kworker and because wq_worker_sleeping()
4193          * requires it.
4194          */
4195         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4196                 preempt_disable();
4197                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4198                         wq_worker_sleeping(tsk);
4199                 else
4200                         io_wq_worker_sleeping(tsk);
4201                 preempt_enable_no_resched();
4202         }
4203
4204         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4205                 return;
4206
4207         /*
4208          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4209          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4210          */
4211         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4212                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4213 }
4214
4215 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4216 {
4217         if (tsk->flags & (PF_WQ_WORKER | PF_IO_WORKER)) {
4218                 if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4219                         wq_worker_running(tsk);
4220                 else
4221                         io_wq_worker_running(tsk);
4222         }
4223 }
4224
4225 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4226 {
4227         struct task_struct *tsk = current;
4228
4229         sched_submit_work(tsk);
4230         do {
4231                 preempt_disable();
4232                 __schedule(false);
4233                 sched_preempt_enable_no_resched();
4234         } while (need_resched());
4235         sched_update_worker(tsk);
4236 }
4237 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4238
4239 /*
4240  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4241  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4242  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4243  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4244  * (schedule out non-voluntarily).
4245  *
4246  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4247  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4248  */
4249 void __sched schedule_idle(void)
4250 {
4251         /*
4252          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4253          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4254          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4255          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4256          * TASK_RUNNING state.
4257          */
4258         WARN_ON_ONCE(current->state);
4259         do {
4260                 __schedule(false);
4261         } while (need_resched());
4262 }
4263
4264 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4265 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4266 {
4267         /*
4268          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4269          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4270          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4271          * we find a better solution.
4272          *
4273          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4274          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4275          * too frequently to make sense yet.
4276          */
4277         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4278         schedule();
4279         exception_exit(prev_state);
4280 }
4281 #endif
4282
4283 /**
4284  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4285  *
4286  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4287  */
4288 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4289 {
4290         sched_preempt_enable_no_resched();
4291         schedule();
4292         preempt_disable();
4293 }
4294
4295 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4296 {
4297         do {
4298                 /*
4299                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4300                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4301                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4302                  * by the function tracer will call this function again and
4303                  * cause infinite recursion.
4304                  *
4305                  * Preemption must be disabled here before the function
4306                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4307                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4308                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4309                  * which can also be traced by the function tracer.
4310                  */
4311                 preempt_disable_notrace();
4312                 preempt_latency_start(1);
4313                 __schedule(true);
4314                 preempt_latency_stop(1);
4315                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4316
4317                 /*
4318                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4319                  * between schedule and now.
4320                  */
4321         } while (need_resched());
4322 }
4323
4324 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4325 /*
4326  * This is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4327  * off of preempt_enable.
4328  */
4329 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4330 {
4331         /*
4332          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4333          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4334          */
4335         if (likely(!preemptible()))
4336                 return;
4337
4338         preempt_schedule_common();
4339 }
4340 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4341 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4342
4343 /**
4344  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4345  *
4346  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4347  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4348  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4349  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4350  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4351  * to be called when the system is still in usermode.
4352  *
4353  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4354  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4355  * calling the scheduler.
4356  */
4357 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4358 {
4359         enum ctx_state prev_ctx;
4360
4361         if (likely(!preemptible()))
4362                 return;
4363
4364         do {
4365                 /*
4366                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4367                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4368                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4369                  * by the function tracer will call this function again and
4370                  * cause infinite recursion.
4371                  *
4372                  * Preemption must be disabled here before the function
4373                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4374                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4375                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4376                  * which can also be traced by the function tracer.
4377                  */
4378                 preempt_disable_notrace();
4379                 preempt_latency_start(1);
4380                 /*
4381                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4382                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4383                  * an infinite recursion.
4384                  */
4385                 prev_ctx = exception_enter();
4386                 __schedule(true);
4387                 exception_exit(prev_ctx);
4388
4389                 preempt_latency_stop(1);
4390                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4391         } while (need_resched());
4392 }
4393 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4394
4395 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4396
4397 /*
4398  * This is the entry point to schedule() from kernel preemption
4399  * off of irq context.
4400  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4401  * protect us against recursive calling from irq.
4402  */
4403 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4404 {
4405         enum ctx_state prev_state;
4406
4407         /* Catch callers which need to be fixed */
4408         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4409
4410         prev_state = exception_enter();
4411
4412         do {
4413                 preempt_disable();
4414                 local_irq_enable();
4415                 __schedule(true);
4416                 local_irq_disable();
4417                 sched_preempt_enable_no_resched();
4418         } while (need_resched());
4419
4420         exception_exit(prev_state);
4421 }
4422
4423 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4424                           void *key)
4425 {
4426         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4427 }
4428 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4429
4430 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4431
4432 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4433 {
4434         if (pi_task)
4435                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4436
4437         return prio;
4438 }
4439
4440 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4441 {
4442         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4443
4444         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4445 }
4446
4447 /*
4448  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4449  * @p: task to boost
4450  * @pi_task: donor task
4451  *
4452  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4453  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4454  *
4455  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4456  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4457  */
4458 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4459 {
4460         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4461                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4462         const struct sched_class *prev_class;
4463         struct rq_flags rf;
4464         struct rq *rq;
4465
4466         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4467         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4468
4469         /*
4470          * If nothing changed; bail early.
4471          */
4472         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4473                 return;
4474
4475         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4476         update_rq_clock(rq);
4477         /*
4478          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4479          * either lock.
4480          *
4481          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4482          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4483          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4484          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4485          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4486          */
4487         p->pi_top_task = pi_task;
4488
4489         /*
4490          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4491          */
4492         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4493                 goto out_unlock;
4494
4495         /*
4496          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4497          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4498          *
4499          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4500          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4501          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4502          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4503          * with interrupts disabled and will complete the lock
4504          * protected section without being interrupted. So there is no
4505          * real need to boost.
4506          */
4507         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4508                 WARN_ON(p != rq->curr);
4509                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4510                 goto out_unlock;
4511         }
4512
4513         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4514         oldprio = p->prio;
4515
4516         if (oldprio == prio)
4517                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4518
4519         prev_class = p->sched_class;
4520         queued = task_on_rq_queued(p);
4521         running = task_current(rq, p);
4522         if (queued)
4523                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4524         if (running)
4525                 put_prev_task(rq, p);
4526
4527         /*
4528          * Boosting condition are:
4529          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4530          *      --> -dl task blocks on mutex A
4531          *
4532          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4533          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4534          *          running task
4535          */
4536         if (dl_prio(prio)) {
4537                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4538                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4539                         p->dl.dl_boosted = 1;
4540                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4541                 } else
4542                         p->dl.dl_boosted = 0;
4543                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4544         } else if (rt_prio(prio)) {
4545                 if (dl_prio(oldprio))
4546                         p->dl.dl_boosted = 0;
4547                 if (oldprio < prio)
4548                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4549                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4550         } else {
4551                 if (dl_prio(oldprio))
4552                         p->dl.dl_boosted = 0;
4553                 if (rt_prio(oldprio))
4554                         p->rt.timeout = 0;
4555                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4556         }
4557
4558         p->prio = prio;
4559
4560         if (queued)
4561                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4562         if (running)
4563                 set_next_task(rq, p);
4564
4565         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4566 out_unlock:
4567         /* Avoid rq from going away on us: */
4568         preempt_disable();
4569         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4570
4571         balance_callback(rq);
4572         preempt_enable();
4573 }
4574 #else
4575 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4576 {
4577         return prio;
4578 }
4579 #endif
4580
4581 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4582 {
4583         bool queued, running;
4584         int old_prio;
4585         struct rq_flags rf;
4586         struct rq *rq;
4587
4588         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4589                 return;
4590         /*
4591          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4592          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4593          */
4594         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4595         update_rq_clock(rq);
4596
4597         /*
4598          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4599          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4600          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4601          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4602          */
4603         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4604                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4605                 goto out_unlock;
4606         }
4607         queued = task_on_rq_queued(p);
4608         running = task_current(rq, p);
4609         if (queued)
4610                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4611         if (running)
4612                 put_prev_task(rq, p);
4613
4614         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4615         set_load_weight(p, true);
4616         old_prio = p->prio;
4617         p->prio = effective_prio(p);
4618
4619         if (queued)
4620                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4621         if (running)
4622                 set_next_task(rq, p);
4623
4624         /*
4625          * If the task increased its priority or is running and
4626          * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4627          */
4628         p->sched_class->prio_changed(rq, p, old_prio);
4629
4630 out_unlock:
4631         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4632 }
4633 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4634
4635 /*
4636  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4637  * @p: task
4638  * @nice: nice value
4639  */
4640 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4641 {
4642         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4643         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4644
4645         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4646                 capable(CAP_SYS_NICE));
4647 }
4648
4649 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4650
4651 /*
4652  * sys_nice - change the priority of the current process.
4653  * @increment: priority increment
4654  *
4655  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4656  * does similar things.
4657  */
4658 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4659 {
4660         long nice, retval;
4661
4662         /*
4663          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4664          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4665          * and we have a single winner.
4666          */
4667         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4668         nice = task_nice(current) + increment;
4669
4670         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4671         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4672                 return -EPERM;
4673
4674         retval = security_task_setnice(current, nice);
4675         if (retval)
4676                 return retval;
4677
4678         set_user_nice(current, nice);
4679         return 0;
4680 }
4681
4682 #endif
4683
4684 /**
4685  * task_prio - return the priority value of a given task.
4686  * @p: the task in question.
4687  *
4688  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4689  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4690  * around 0, value goes from -16 to +15.
4691  */
4692 int task_prio(const struct task_struct *p)
4693 {
4694         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4695 }
4696
4697 /**
4698  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4699  * @cpu: the processor in question.
4700  *
4701  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4702  */
4703 int idle_cpu(int cpu)
4704 {
4705         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4706
4707         if (rq->curr != rq->idle)
4708                 return 0;
4709
4710         if (rq->nr_running)
4711                 return 0;
4712
4713 #ifdef CONFIG_SMP
4714         if (rq->ttwu_pending)
4715                 return 0;
4716 #endif
4717
4718         return 1;
4719 }
4720
4721 /**
4722  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4723  * @cpu: the CPU in question.
4724  *
4725  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4726  */
4727 int available_idle_cpu(int cpu)
4728 {
4729         if (!idle_cpu(cpu))
4730                 return 0;
4731
4732         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4733                 return 0;
4734
4735         return 1;
4736 }
4737
4738 /**
4739  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4740  * @cpu: the processor in question.
4741  *
4742  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4743  */
4744 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4745 {
4746         return cpu_rq(cpu)->idle;
4747 }
4748
4749 /**
4750  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4751  * @pid: the pid in question.
4752  *
4753  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4754  */
4755 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4756 {
4757         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4758 }
4759
4760 /*
4761  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4762  * it calls know not to change it.
4763  */
4764 #define SETPARAM_POLICY -1
4765
4766 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4767                 const struct sched_attr *attr)
4768 {
4769         int policy = attr->sched_policy;
4770
4771         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4772                 policy = p->policy;
4773
4774         p->policy = policy;
4775
4776         if (dl_policy(policy))
4777                 __setparam_dl(p, attr);
4778         else if (fair_policy(policy))
4779                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4780
4781         /*
4782          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4783          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4784          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4785          */
4786         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4787         p->normal_prio = normal_prio(p);
4788         set_load_weight(p, true);
4789 }
4790
4791 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4792 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4793                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4794 {
4795         /*
4796          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4797          * either.
4798          */
4799         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4800                 return;
4801
4802         __setscheduler_params(p, attr);
4803
4804         /*
4805          * Keep a potential priority boosting if called from
4806          * sched_setscheduler().
4807          */
4808         p->prio = normal_prio(p);
4809         if (keep_boost)
4810                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4811
4812         if (dl_prio(p->prio))
4813                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4814         else if (rt_prio(p->prio))
4815                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4816         else
4817                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4818 }
4819
4820 /*
4821  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4822  */
4823 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4824 {
4825         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4826         bool match;
4827
4828         rcu_read_lock();
4829         pcred = __task_cred(p);
4830         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4831                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4832         rcu_read_unlock();
4833         return match;
4834 }
4835
4836 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4837                                 const struct sched_attr *attr,
4838                                 bool user, bool pi)
4839 {
4840         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4841                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4842         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4843         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4844         const struct sched_class *prev_class;
4845         struct rq_flags rf;
4846         int reset_on_fork;
4847         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4848         struct rq *rq;
4849
4850         /* The pi code expects interrupts enabled */
4851         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4852 recheck:
4853         /* Double check policy once rq lock held: */
4854         if (policy < 0) {
4855                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4856                 policy = oldpolicy = p->policy;
4857         } else {
4858                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4859
4860                 if (!valid_policy(policy))
4861                         return -EINVAL;
4862         }
4863
4864         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4865                 return -EINVAL;
4866
4867         /*
4868          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4869          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4870          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4871          */
4872         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4873             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4874                 return -EINVAL;
4875         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4876             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4877                 return -EINVAL;
4878
4879         /*
4880          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4881          */
4882         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4883                 if (fair_policy(policy)) {
4884                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4885                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4886                                 return -EPERM;
4887                 }
4888
4889                 if (rt_policy(policy)) {
4890                         unsigned long rlim_rtprio =
4891                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4892
4893                         /* Can't set/change the rt policy: */
4894                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4895                                 return -EPERM;
4896
4897                         /* Can't increase priority: */
4898                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4899                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4900                                 return -EPERM;
4901                 }
4902
4903                  /*
4904                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4905                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4906                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4907                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4908                   */
4909                 if (dl_policy(policy))
4910                         return -EPERM;
4911
4912                 /*
4913                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4914                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4915                  */
4916                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4917                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4918                                 return -EPERM;
4919                 }
4920
4921                 /* Can't change other user's priorities: */
4922                 if (!check_same_owner(p))
4923                         return -EPERM;
4924
4925                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4926                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4927                         return -EPERM;
4928         }
4929
4930         if (user) {
4931                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4932                         return -EINVAL;
4933
4934                 retval = security_task_setscheduler(p);
4935                 if (retval)
4936                         return retval;
4937         }
4938
4939         /* Update task specific "requested" clamps */
4940         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4941                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4942                 if (retval)
4943                         return retval;
4944         }
4945
4946         if (pi)
4947                 cpuset_read_lock();
4948
4949         /*
4950          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4951          * changing the priority of the task:
4952          *
4953          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4954          * runqueue lock must be held.
4955          */
4956         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4957         update_rq_clock(rq);
4958
4959         /*
4960          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4961          */
4962         if (p == rq->stop) {
4963                 retval = -EINVAL;
4964                 goto unlock;
4965         }
4966
4967         /*
4968          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4969          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4970          */
4971         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4972                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4973                         goto change;
4974                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4975                         goto change;
4976                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4977                         goto change;
4978                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4979                         goto change;
4980
4981                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4982                 retval = 0;
4983                 goto unlock;
4984         }
4985 change:
4986
4987         if (user) {
4988 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4989                 /*
4990                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4991                  * assigned.
4992                  */
4993                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4994                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4995                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4996                         retval = -EPERM;
4997                         goto unlock;
4998                 }
4999 #endif
5000 #ifdef CONFIG_SMP
5001                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
5002                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
5003                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
5004
5005                         /*
5006                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
5007                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
5008                          * will also fail if there's no bandwidth available.
5009                          */
5010                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
5011                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
5012                                 retval = -EPERM;
5013                                 goto unlock;
5014                         }
5015                 }
5016 #endif
5017         }
5018
5019         /* Re-check policy now with rq lock held: */
5020         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
5021                 policy = oldpolicy = -1;
5022                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5023                 if (pi)
5024                         cpuset_read_unlock();
5025                 goto recheck;
5026         }
5027
5028         /*
5029          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
5030          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
5031          * is available.
5032          */
5033         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
5034                 retval = -EBUSY;
5035                 goto unlock;
5036         }
5037
5038         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
5039         oldprio = p->prio;
5040
5041         if (pi) {
5042                 /*
5043                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
5044                  * effective priority is unchanged, we just store the new
5045                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
5046                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
5047                  * itself.
5048                  */
5049                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
5050                 if (new_effective_prio == oldprio)
5051                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
5052         }
5053
5054         queued = task_on_rq_queued(p);
5055         running = task_current(rq, p);
5056         if (queued)
5057                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
5058         if (running)
5059                 put_prev_task(rq, p);
5060
5061         prev_class = p->sched_class;
5062
5063         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
5064         __setscheduler_uclamp(p, attr);
5065
5066         if (queued) {
5067                 /*
5068                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
5069                  * increased (user space view).
5070                  */
5071                 if (oldprio < p->prio)
5072                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
5073
5074                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
5075         }
5076         if (running)
5077                 set_next_task(rq, p);
5078
5079         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
5080
5081         /* Avoid rq from going away on us: */
5082         preempt_disable();
5083         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5084
5085         if (pi) {
5086                 cpuset_read_unlock();
5087                 rt_mutex_adjust_pi(p);
5088         }
5089
5090         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
5091         balance_callback(rq);
5092         preempt_enable();
5093
5094         return 0;
5095
5096 unlock:
5097         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5098         if (pi)
5099                 cpuset_read_unlock();
5100         return retval;
5101 }
5102
5103 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5104                                const struct sched_param *param, bool check)
5105 {
5106         struct sched_attr attr = {
5107                 .sched_policy   = policy,
5108                 .sched_priority = param->sched_priority,
5109                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5110         };
5111
5112         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5113         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5114                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5115                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5116                 attr.sched_policy = policy;
5117         }
5118
5119         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5120 }
5121 /**
5122  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5123  * @p: the task in question.
5124  * @policy: new policy.
5125  * @param: structure containing the new RT priority.
5126  *
5127  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5128  *
5129  * NOTE that the task may be already dead.
5130  */
5131 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5132                        const struct sched_param *param)
5133 {
5134         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5135 }
5136 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5137
5138 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5139 {
5140         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5141 }
5142 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5143
5144 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5145 {
5146         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5147 }
5148
5149 /**
5150  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5151  * @p: the task in question.
5152  * @policy: new policy.
5153  * @param: structure containing the new RT priority.
5154  *
5155  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5156  * current context has permission.  For example, this is needed in
5157  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5158  * but our caller might not have that capability.
5159  *
5160  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5161  */
5162 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5163                                const struct sched_param *param)
5164 {
5165         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5166 }
5167 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5168
5169 static int
5170 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5171 {
5172         struct sched_param lparam;
5173         struct task_struct *p;
5174         int retval;
5175
5176         if (!param || pid < 0)
5177                 return -EINVAL;
5178         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5179                 return -EFAULT;
5180
5181         rcu_read_lock();
5182         retval = -ESRCH;
5183         p = find_process_by_pid(pid);
5184         if (likely(p))
5185                 get_task_struct(p);
5186         rcu_read_unlock();
5187
5188         if (likely(p)) {
5189                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5190                 put_task_struct(p);
5191         }
5192
5193         return retval;
5194 }
5195
5196 /*
5197  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5198  */
5199 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5200 {
5201         u32 size;
5202         int ret;
5203
5204         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5205         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5206
5207         ret = get_user(size, &uattr->size);
5208         if (ret)
5209                 return ret;
5210
5211         /* ABI compatibility quirk: */
5212         if (!size)
5213                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5214         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || size > PAGE_SIZE)
5215                 goto err_size;
5216
5217         ret = copy_struct_from_user(attr, sizeof(*attr), uattr, size);
5218         if (ret) {
5219                 if (ret == -E2BIG)
5220                         goto err_size;
5221                 return ret;
5222         }
5223
5224         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5225             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5226                 return -EINVAL;
5227
5228         /*
5229          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5230          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5231          */
5232         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5233
5234         return 0;
5235
5236 err_size:
5237         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5238         return -E2BIG;
5239 }
5240
5241 /**
5242  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5243  * @pid: the pid in question.
5244  * @policy: new policy.
5245  * @param: structure containing the new RT priority.
5246  *
5247  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5248  */
5249 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5250 {
5251         if (policy < 0)
5252                 return -EINVAL;
5253
5254         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5255 }
5256
5257 /**
5258  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5259  * @pid: the pid in question.
5260  * @param: structure containing the new RT priority.
5261  *
5262  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5263  */
5264 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5265 {
5266         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5267 }
5268
5269 /**
5270  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5271  * @pid: the pid in question.
5272  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5273  * @flags: for future extension.
5274  */
5275 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5276                                unsigned int, flags)
5277 {
5278         struct sched_attr attr;
5279         struct task_struct *p;
5280         int retval;
5281
5282         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5283                 return -EINVAL;
5284
5285         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5286         if (retval)
5287                 return retval;
5288
5289         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5290                 return -EINVAL;
5291         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5292                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5293
5294         rcu_read_lock();
5295         retval = -ESRCH;
5296         p = find_process_by_pid(pid);
5297         if (likely(p))
5298                 get_task_struct(p);
5299         rcu_read_unlock();
5300
5301         if (likely(p)) {
5302                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5303                 put_task_struct(p);
5304         }
5305
5306         return retval;
5307 }
5308
5309 /**
5310  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5311  * @pid: the pid in question.
5312  *
5313  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5314  * code.
5315  */
5316 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5317 {
5318         struct task_struct *p;
5319         int retval;
5320
5321         if (pid < 0)
5322                 return -EINVAL;
5323
5324         retval = -ESRCH;
5325         rcu_read_lock();
5326         p = find_process_by_pid(pid);
5327         if (p) {
5328                 retval = security_task_getscheduler(p);
5329                 if (!retval)
5330                         retval = p->policy
5331                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5332         }
5333         rcu_read_unlock();
5334         return retval;
5335 }
5336
5337 /**
5338  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5339  * @pid: the pid in question.
5340  * @param: structure containing the RT priority.
5341  *
5342  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5343  * code.
5344  */
5345 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5346 {
5347         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5348         struct task_struct *p;
5349         int retval;
5350
5351         if (!param || pid < 0)
5352                 return -EINVAL;
5353
5354         rcu_read_lock();
5355         p = find_process_by_pid(pid);
5356         retval = -ESRCH;
5357         if (!p)
5358                 goto out_unlock;
5359
5360         retval = security_task_getscheduler(p);
5361         if (retval)
5362                 goto out_unlock;
5363
5364         if (task_has_rt_policy(p))
5365                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5366         rcu_read_unlock();
5367
5368         /*
5369          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5370          */
5371         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5372
5373         return retval;
5374
5375 out_unlock:
5376         rcu_read_unlock();
5377         return retval;
5378 }
5379
5380 /*
5381  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5382  * than what user-space knows about) to user-space.
5383  *
5384  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5385  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5386  * have the same size.
5387  */
5388 static int
5389 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5390                         struct sched_attr *kattr,
5391                         unsigned int usize)
5392 {
5393         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5394
5395         if (!access_ok(uattr, usize))
5396                 return -EFAULT;
5397
5398         /*
5399          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5400          *
5401          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5402          *
5403          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5404          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5405          *
5406          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5407          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5408          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5409          * which is set to ksize in this case.
5410          */
5411         kattr->size = min(usize, ksize);
5412
5413         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5414                 return -EFAULT;
5415
5416         return 0;
5417 }
5418
5419 /**
5420  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5421  * @pid: the pid in question.
5422  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5423  * @usize: sizeof(attr) for fwd/bwd comp.
5424  * @flags: for future extension.
5425  */
5426 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5427                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5428 {
5429         struct sched_attr kattr = { };
5430         struct task_struct *p;
5431         int retval;
5432
5433         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5434             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5435                 return -EINVAL;
5436
5437         rcu_read_lock();
5438         p = find_process_by_pid(pid);
5439         retval = -ESRCH;
5440         if (!p)
5441                 goto out_unlock;
5442
5443         retval = security_task_getscheduler(p);
5444         if (retval)
5445                 goto out_unlock;
5446
5447         kattr.sched_policy = p->policy;
5448         if (p->sched_reset_on_fork)
5449                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5450         if (task_has_dl_policy(p))
5451                 __getparam_dl(p, &kattr);
5452         else if (task_has_rt_policy(p))
5453                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5454         else
5455                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5456
5457 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5458         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5459         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5460 #endif
5461
5462         rcu_read_unlock();
5463
5464         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5465
5466 out_unlock:
5467         rcu_read_unlock();
5468         return retval;
5469 }
5470
5471 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5472 {
5473         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5474         struct task_struct *p;
5475         int retval;
5476
5477         rcu_read_lock();
5478
5479         p = find_process_by_pid(pid);
5480         if (!p) {
5481                 rcu_read_unlock();
5482                 return -ESRCH;
5483         }
5484
5485         /* Prevent p going away */
5486         get_task_struct(p);
5487         rcu_read_unlock();
5488
5489         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5490                 retval = -EINVAL;
5491                 goto out_put_task;
5492         }
5493         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5494                 retval = -ENOMEM;
5495                 goto out_put_task;
5496         }
5497         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5498                 retval = -ENOMEM;
5499                 goto out_free_cpus_allowed;
5500         }
5501         retval = -EPERM;
5502         if (!check_same_owner(p)) {
5503                 rcu_read_lock();
5504                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5505                         rcu_read_unlock();
5506                         goto out_free_new_mask;
5507                 }
5508                 rcu_read_unlock();
5509         }
5510
5511         retval = security_task_setscheduler(p);
5512         if (retval)
5513                 goto out_free_new_mask;
5514
5515
5516         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5517         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5518
5519         /*
5520          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5521          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5522          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5523          * root_domain.
5524          */
5525 #ifdef CONFIG_SMP
5526         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5527                 rcu_read_lock();
5528                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5529                         retval = -EBUSY;
5530                         rcu_read_unlock();
5531                         goto out_free_new_mask;
5532                 }
5533                 rcu_read_unlock();
5534         }
5535 #endif
5536 again:
5537         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5538
5539         if (!retval) {
5540                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5541                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5542                         /*
5543                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5544                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5545                          * cpuset's cpus_allowed
5546                          */
5547                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5548                         goto again;
5549                 }
5550         }
5551 out_free_new_mask:
5552         free_cpumask_var(new_mask);
5553 out_free_cpus_allowed:
5554         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5555 out_put_task:
5556         put_task_struct(p);
5557         return retval;
5558 }
5559
5560 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5561                              struct cpumask *new_mask)
5562 {
5563         if (len < cpumask_size())
5564                 cpumask_clear(new_mask);
5565         else if (len > cpumask_size())
5566                 len = cpumask_size();
5567
5568         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5569 }
5570
5571 /**
5572  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5573  * @pid: pid of the process
5574  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5575  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5576  *
5577  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5578  */
5579 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5580                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5581 {
5582         cpumask_var_t new_mask;
5583         int retval;
5584
5585         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5586                 return -ENOMEM;
5587
5588         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5589         if (retval == 0)
5590                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5591         free_cpumask_var(new_mask);
5592         return retval;
5593 }
5594
5595 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5596 {
5597         struct task_struct *p;
5598         unsigned long flags;
5599         int retval;
5600
5601         rcu_read_lock();
5602
5603         retval = -ESRCH;
5604         p = find_process_by_pid(pid);
5605         if (!p)
5606                 goto out_unlock;
5607
5608         retval = security_task_getscheduler(p);
5609         if (retval)
5610                 goto out_unlock;
5611
5612         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5613         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5614         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5615
5616 out_unlock:
5617         rcu_read_unlock();
5618
5619         return retval;
5620 }
5621
5622 /**
5623  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5624  * @pid: pid of the process
5625  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5626  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5627  *
5628  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5629  * error code otherwise.
5630  */
5631 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5632                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5633 {
5634         int ret;
5635         cpumask_var_t mask;
5636
5637         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5638                 return -EINVAL;
5639         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5640                 return -EINVAL;
5641
5642         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5643                 return -ENOMEM;
5644
5645         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5646         if (ret == 0) {
5647                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5648
5649                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5650                         ret = -EFAULT;
5651                 else
5652                         ret = retlen;
5653         }
5654         free_cpumask_var(mask);
5655
5656         return ret;
5657 }
5658
5659 /**
5660  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5661  *
5662  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5663  * other threads running on this CPU then this function will return.
5664  *
5665  * Return: 0.
5666  */
5667 static void do_sched_yield(void)
5668 {
5669         struct rq_flags rf;
5670         struct rq *rq;
5671
5672         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5673
5674         schedstat_inc(rq->yld_count);
5675         current->sched_class->yield_task(rq);
5676
5677         /*
5678          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5679          * no need to preempt or enable interrupts:
5680          */
5681         preempt_disable();
5682         rq_unlock(rq, &rf);
5683         sched_preempt_enable_no_resched();
5684
5685         schedule();
5686 }
5687
5688 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5689 {
5690         do_sched_yield();
5691         return 0;
5692 }
5693
5694 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5695 int __sched _cond_resched(void)
5696 {
5697         if (should_resched(0)) {
5698                 preempt_schedule_common();
5699                 return 1;
5700         }
5701         rcu_all_qs();
5702         return 0;
5703 }
5704 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5705 #endif
5706
5707 /*
5708  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5709  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5710  *
5711  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5712  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5713  * spin_unlock(), once by hand).
5714  */
5715 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5716 {
5717         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5718         int ret = 0;
5719
5720         lockdep_assert_held(lock);
5721
5722         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5723                 spin_unlock(lock);
5724                 if (resched)
5725                         preempt_schedule_common();
5726                 else
5727                         cpu_relax();
5728                 ret = 1;
5729                 spin_lock(lock);
5730         }
5731         return ret;
5732 }
5733 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5734
5735 /**
5736  * yield - yield the current processor to other threads.
5737  *
5738  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5739  *
5740  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5741  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5742  * it, its already broken.
5743  *
5744  * Typical broken usage is:
5745  *
5746  * while (!event)
5747  *      yield();
5748  *
5749  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5750  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5751  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5752  *
5753  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5754  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5755  * If you still want to use yield(), do not!
5756  */
5757 void __sched yield(void)
5758 {
5759         set_current_state(TASK_RUNNING);
5760         do_sched_yield();
5761 }
5762 EXPORT_SYMBOL(yield);
5763
5764 /**
5765  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5766  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5767  * processor it's on.
5768  * @p: target task
5769  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5770  *
5771  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5772  * can't go away on us before we can do any checks.
5773  *
5774  * Return:
5775  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5776  *      false (0) if we failed to boost the target.
5777  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5778  */
5779 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5780 {
5781         struct task_struct *curr = current;
5782         struct rq *rq, *p_rq;
5783         unsigned long flags;
5784         int yielded = 0;
5785
5786         local_irq_save(flags);
5787         rq = this_rq();
5788
5789 again:
5790         p_rq = task_rq(p);
5791         /*
5792          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5793          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5794          */
5795         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5796                 yielded = -ESRCH;
5797                 goto out_irq;
5798         }
5799
5800         double_rq_lock(rq, p_rq);
5801         if (task_rq(p) != p_rq) {
5802                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5803                 goto again;
5804         }
5805
5806         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5807                 goto out_unlock;
5808
5809         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5810                 goto out_unlock;
5811
5812         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5813                 goto out_unlock;
5814
5815         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5816         if (yielded) {
5817                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5818                 /*
5819                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5820                  * fairness.
5821                  */
5822                 if (preempt && rq != p_rq)
5823                         resched_curr(p_rq);
5824         }
5825
5826 out_unlock:
5827         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5828 out_irq:
5829         local_irq_restore(flags);
5830
5831         if (yielded > 0)
5832                 schedule();
5833
5834         return yielded;
5835 }
5836 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5837
5838 int io_schedule_prepare(void)
5839 {
5840         int old_iowait = current->in_iowait;
5841
5842         current->in_iowait = 1;
5843         blk_schedule_flush_plug(current);
5844
5845         return old_iowait;
5846 }
5847
5848 void io_schedule_finish(int token)
5849 {
5850         current->in_iowait = token;
5851 }
5852
5853 /*
5854  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5855  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5856  */
5857 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5858 {
5859         int token;
5860         long ret;
5861
5862         token = io_schedule_prepare();
5863         ret = schedule_timeout(timeout);
5864         io_schedule_finish(token);
5865
5866         return ret;
5867 }
5868 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5869
5870 void __sched io_schedule(void)
5871 {
5872         int token;
5873
5874         token = io_schedule_prepare();
5875         schedule();
5876         io_schedule_finish(token);
5877 }
5878 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5879
5880 /**
5881  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5882  * @policy: scheduling class.
5883  *
5884  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5885  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5886  * On failure, a negative error code is returned.
5887  */
5888 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5889 {
5890         int ret = -EINVAL;
5891
5892         switch (policy) {
5893         case SCHED_FIFO:
5894         case SCHED_RR:
5895                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5896                 break;
5897         case SCHED_DEADLINE:
5898         case SCHED_NORMAL:
5899         case SCHED_BATCH:
5900         case SCHED_IDLE:
5901                 ret = 0;
5902                 break;
5903         }
5904         return ret;
5905 }
5906
5907 /**
5908  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5909  * @policy: scheduling class.
5910  *
5911  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5912  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5913  * On failure, a negative error code is returned.
5914  */
5915 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5916 {
5917         int ret = -EINVAL;
5918
5919         switch (policy) {
5920         case SCHED_FIFO:
5921         case SCHED_RR:
5922                 ret = 1;
5923                 break;
5924         case SCHED_DEADLINE:
5925         case SCHED_NORMAL:
5926         case SCHED_BATCH:
5927         case SCHED_IDLE:
5928                 ret = 0;
5929         }
5930         return ret;
5931 }
5932
5933 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5934 {
5935         struct task_struct *p;
5936         unsigned int time_slice;
5937         struct rq_flags rf;
5938         struct rq *rq;
5939         int retval;
5940
5941         if (pid < 0)
5942                 return -EINVAL;
5943
5944         retval = -ESRCH;
5945         rcu_read_lock();
5946         p = find_process_by_pid(pid);
5947         if (!p)
5948                 goto out_unlock;
5949
5950         retval = security_task_getscheduler(p);
5951         if (retval)
5952                 goto out_unlock;
5953
5954         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5955         time_slice = 0;
5956         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5957                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5958         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5959
5960         rcu_read_unlock();
5961         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5962         return 0;
5963
5964 out_unlock:
5965         rcu_read_unlock();
5966         return retval;
5967 }
5968
5969 /**
5970  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5971  * @pid: pid of the process.
5972  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5973  *
5974  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5975  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5976  *
5977  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5978  * an error code.
5979  */
5980 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5981                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5982 {
5983         struct timespec64 t;
5984         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5985
5986         if (retval == 0)
5987                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5988
5989         return retval;
5990 }
5991
5992 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5993 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5994                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5995 {
5996         struct timespec64 t;
5997         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5998
5999         if (retval == 0)
6000                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
6001         return retval;
6002 }
6003 #endif
6004
6005 void sched_show_task(struct task_struct *p)
6006 {
6007         unsigned long free = 0;
6008         int ppid;
6009
6010         if (!try_get_task_stack(p))
6011                 return;
6012
6013         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
6014
6015         if (p->state == TASK_RUNNING)
6016                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
6017 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
6018         free = stack_not_used(p);
6019 #endif
6020         ppid = 0;
6021         rcu_read_lock();
6022         if (pid_alive(p))
6023                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
6024         rcu_read_unlock();
6025         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
6026                 task_pid_nr(p), ppid,
6027                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
6028
6029         print_worker_info(KERN_INFO, p);
6030         show_stack(p, NULL);
6031         put_task_stack(p);
6032 }
6033 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
6034
6035 static inline bool
6036 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
6037 {
6038         /* no filter, everything matches */
6039         if (!state_filter)
6040                 return true;
6041
6042         /* filter, but doesn't match */
6043         if (!(p->state & state_filter))
6044                 return false;
6045
6046         /*
6047          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
6048          * TASK_KILLABLE).
6049          */
6050         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
6051                 return false;
6052
6053         return true;
6054 }
6055
6056
6057 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
6058 {
6059         struct task_struct *g, *p;
6060
6061 #if BITS_PER_LONG == 32
6062         printk(KERN_INFO
6063                 "  task                PC stack   pid father\n");
6064 #else
6065         printk(KERN_INFO
6066                 "  task                        PC stack   pid father\n");
6067 #endif
6068         rcu_read_lock();
6069         for_each_process_thread(g, p) {
6070                 /*
6071                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6072                  * console might take a lot of time:
6073                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6074                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6075                  * an IPI.
6076                  */
6077                 touch_nmi_watchdog();
6078                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6079                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6080                         sched_show_task(p);
6081         }
6082
6083 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6084         if (!state_filter)
6085                 sysrq_sched_debug_show();
6086 #endif
6087         rcu_read_unlock();
6088         /*
6089          * Only show locks if all tasks are dumped:
6090          */
6091         if (!state_filter)
6092                 debug_show_all_locks();
6093 }
6094
6095 /**
6096  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6097  * @idle: task in question
6098  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6099  *
6100  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6101  * flag, to make booting more robust.
6102  */
6103 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6104 {
6105         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6106         unsigned long flags;
6107
6108         __sched_fork(0, idle);
6109
6110         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6111         raw_spin_lock(&rq->lock);
6112
6113         idle->state = TASK_RUNNING;
6114         idle->se.exec_start = sched_clock();
6115         idle->flags |= PF_IDLE;
6116
6117         scs_task_reset(idle);
6118         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6119
6120 #ifdef CONFIG_SMP
6121         /*
6122          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6123          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6124          *
6125          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6126          */
6127         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6128 #endif
6129         /*
6130          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6131          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6132          * lockdep check in task_group() will fail.
6133          *
6134          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6135          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6136          *
6137          * Silence PROVE_RCU
6138          */
6139         rcu_read_lock();
6140         __set_task_cpu(idle, cpu);
6141         rcu_read_unlock();
6142
6143         rq->idle = idle;
6144         rcu_assign_pointer(rq->curr, idle);
6145         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6146 #ifdef CONFIG_SMP
6147         idle->on_cpu = 1;
6148 #endif
6149         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6150         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6151
6152         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6153         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6154
6155         /*
6156          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6157          */
6158         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6159         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6160         vtime_init_idle(idle, cpu);
6161 #ifdef CONFIG_SMP
6162         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6163 #endif
6164 }
6165
6166 #ifdef CONFIG_SMP
6167
6168 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6169                               const struct cpumask *trial)
6170 {
6171         int ret = 1;
6172
6173         if (!cpumask_weight(cur))
6174                 return ret;
6175
6176         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6177
6178         return ret;
6179 }
6180
6181 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6182                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6183 {
6184         int ret = 0;
6185
6186         /*
6187          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6188          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6189          * affinity and isolating such threads by their set of
6190          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6191          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6192          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6193          * before cpus_mask may be changed.
6194          */
6195         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6196                 ret = -EINVAL;
6197                 goto out;
6198         }
6199
6200         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6201                                               cs_cpus_allowed))
6202                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6203
6204 out:
6205         return ret;
6206 }
6207
6208 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6209
6210 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6211 /* Migrate current task p to target_cpu */
6212 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6213 {
6214         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6215         int curr_cpu = task_cpu(p);
6216
6217         if (curr_cpu == target_cpu)
6218                 return 0;
6219
6220         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6221                 return -EINVAL;
6222
6223         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6224
6225         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6226         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6227 }
6228
6229 /*
6230  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6231  * tasks on the runqueues
6232  */
6233 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6234 {
6235         bool queued, running;
6236         struct rq_flags rf;
6237         struct rq *rq;
6238
6239         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6240         queued = task_on_rq_queued(p);
6241         running = task_current(rq, p);
6242
6243         if (queued)
6244                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6245         if (running)
6246                 put_prev_task(rq, p);
6247
6248         p->numa_preferred_nid = nid;
6249
6250         if (queued)
6251                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6252         if (running)
6253                 set_next_task(rq, p);
6254         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6255 }
6256 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6257
6258 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6259 /*
6260  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6261  * offline.
6262  */
6263 void idle_task_exit(void)
6264 {
6265         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6266
6267         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6268         BUG_ON(current != this_rq()->idle);
6269
6270         if (mm != &init_mm) {
6271                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6272                 finish_arch_post_lock_switch();
6273         }
6274
6275         /* finish_cpu(), as ran on the BP, will clean up the active_mm state */
6276 }
6277
6278 /*
6279  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6280  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6281  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6282  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6283  * calculation.
6284  *
6285  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6286  */
6287 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6288 {
6289         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6290         if (delta)
6291                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6292 }
6293
6294 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6295 {
6296         const struct sched_class *class;
6297         struct task_struct *next;
6298
6299         for_each_class(class) {
6300                 next = class->pick_next_task(rq);
6301                 if (next) {
6302                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next);
6303                         return next;
6304                 }
6305         }
6306
6307         /* The idle class should always have a runnable task */
6308         BUG();
6309 }
6310
6311 /*
6312  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6313  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6314  *
6315  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6316  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6317  * because of lock validation efforts.
6318  */
6319 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6320 {
6321         struct rq *rq = dead_rq;
6322         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6323         struct rq_flags orf = *rf;
6324         int dest_cpu;
6325
6326         /*
6327          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6328          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6329          *
6330          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6331          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6332          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6333          * done here.
6334          */
6335         rq->stop = NULL;
6336
6337         /*
6338          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6339          * class method both need to have an up-to-date
6340          * value of rq->clock[_task]
6341          */
6342         update_rq_clock(rq);
6343
6344         for (;;) {
6345                 /*
6346                  * There's this thread running, bail when that's the only
6347                  * remaining thread:
6348                  */
6349                 if (rq->nr_running == 1)
6350                         break;
6351
6352                 next = __pick_migrate_task(rq);
6353
6354                 /*
6355                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6356                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6357                  * stabilizes the mask.
6358                  *
6359                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6360                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6361                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6362                  */
6363                 rq_unlock(rq, rf);
6364                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6365                 rq_relock(rq, rf);
6366
6367                 /*
6368                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6369                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6370                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6371                  */
6372                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6373                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6374                         continue;
6375                 }
6376
6377                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6378                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6379                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6380                 if (rq != dead_rq) {
6381                         rq_unlock(rq, rf);
6382                         rq = dead_rq;
6383                         *rf = orf;
6384                         rq_relock(rq, rf);
6385                 }
6386                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6387         }
6388
6389         rq->stop = stop;
6390 }
6391 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6392
6393 void set_rq_online(struct rq *rq)
6394 {
6395         if (!rq->online) {
6396                 const struct sched_class *class;
6397
6398                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6399                 rq->online = 1;
6400
6401                 for_each_class(class) {
6402                         if (class->rq_online)
6403                                 class->rq_online(rq);
6404                 }
6405         }
6406 }
6407
6408 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6409 {
6410         if (rq->online) {
6411                 const struct sched_class *class;
6412
6413                 for_each_class(class) {
6414                         if (class->rq_offline)
6415                                 class->rq_offline(rq);
6416                 }
6417
6418                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6419                 rq->online = 0;
6420         }
6421 }
6422
6423 /*
6424  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6425  */
6426 static int num_cpus_frozen;
6427
6428 /*
6429  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6430  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6431  * around partition_sched_domains().
6432  *
6433  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6434  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6435  */
6436 static void cpuset_cpu_active(void)
6437 {
6438         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6439                 /*
6440                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6441                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6442                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6443                  * domain, ignoring cpusets.
6444                  */
6445                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6446                 if (--num_cpus_frozen)
6447                         return;
6448                 /*
6449                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6450                  * restore the original sched domains by considering the
6451                  * cpuset configurations.
6452                  */
6453                 cpuset_force_rebuild();
6454         }
6455         cpuset_update_active_cpus();
6456 }
6457
6458 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6459 {
6460         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6461                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6462                         return -EBUSY;
6463                 cpuset_update_active_cpus();
6464         } else {
6465                 num_cpus_frozen++;
6466                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6467         }
6468         return 0;
6469 }
6470
6471 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6472 {
6473         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6474         struct rq_flags rf;
6475
6476 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6477         /*
6478          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6479          */
6480         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6481                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6482 #endif
6483         set_cpu_active(cpu, true);
6484
6485         if (sched_smp_initialized) {
6486                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6487                 cpuset_cpu_active();
6488         }
6489
6490         /*
6491          * Put the rq online, if not already. This happens:
6492          *
6493          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6494          *    after all CPUs have been brought up.
6495          *
6496          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6497          *    domains.
6498          */
6499         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6500         if (rq->rd) {
6501                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6502                 set_rq_online(rq);
6503         }
6504         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6505
6506         return 0;
6507 }
6508
6509 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6510 {
6511         int ret;
6512
6513         set_cpu_active(cpu, false);
6514         /*
6515          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6516          * users of this state to go away such that all new such users will
6517          * observe it.
6518          *
6519          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6520          */
6521         synchronize_rcu();
6522
6523 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6524         /*
6525          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6526          */
6527         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6528                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6529 #endif
6530
6531         if (!sched_smp_initialized)
6532                 return 0;
6533
6534         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6535         if (ret) {
6536                 set_cpu_active(cpu, true);
6537                 return ret;
6538         }
6539         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6540         return 0;
6541 }
6542
6543 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6544 {
6545         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6546
6547         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6548         update_max_interval();
6549 }
6550
6551 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6552 {
6553         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6554         sched_tick_start(cpu);
6555         return 0;
6556 }
6557
6558 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6559 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6560 {
6561         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6562         struct rq_flags rf;
6563
6564         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6565         sched_tick_stop(cpu);
6566
6567         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6568         if (rq->rd) {
6569                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6570                 set_rq_offline(rq);
6571         }
6572         migrate_tasks(rq, &rf);
6573         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6574         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6575
6576         calc_load_migrate(rq);
6577         update_max_interval();
6578         nohz_balance_exit_idle(rq);
6579         hrtick_clear(rq);
6580         return 0;
6581 }
6582 #endif
6583
6584 void __init sched_init_smp(void)
6585 {
6586         sched_init_numa();
6587
6588         /*
6589          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6590          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6591          * happen.
6592          */
6593         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6594         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6595         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6596
6597         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6598         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6599                 BUG();
6600         sched_init_granularity();
6601
6602         init_sched_rt_class();
6603         init_sched_dl_class();
6604
6605         sched_smp_initialized = true;
6606 }
6607
6608 static int __init migration_init(void)
6609 {
6610         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6611         return 0;
6612 }
6613 early_initcall(migration_init);
6614
6615 #else
6616 void __init sched_init_smp(void)
6617 {
6618         sched_init_granularity();
6619 }
6620 #endif /* CONFIG_SMP */
6621
6622 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6623 {
6624         return in_lock_functions(addr) ||
6625                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6626                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6627 }
6628
6629 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6630 /*
6631  * Default task group.
6632  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6633  */
6634 struct task_group root_task_group;
6635 LIST_HEAD(task_groups);
6636
6637 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6638 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6639 #endif
6640
6641 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6642 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6643
6644 void __init sched_init(void)
6645 {
6646         unsigned long ptr = 0;
6647         int i;
6648
6649         wait_bit_init();
6650
6651 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6652         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6653 #endif
6654 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6655         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6656 #endif
6657         if (ptr) {
6658                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6659
6660 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6661                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6662                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6663
6664                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6665                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6666
6667                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6668                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6669 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6670 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6671                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6672                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6673
6674                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6675                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6676
6677 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6678         }
6679 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6680         for_each_possible_cpu(i) {
6681                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6682                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6683                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6684                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6685         }
6686 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6687
6688         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6689         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6690
6691 #ifdef CONFIG_SMP
6692         init_defrootdomain();
6693 #endif
6694
6695 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6696         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6697                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6698 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6699
6700 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6701         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6702
6703         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6704         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6705         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6706         autogroup_init(&init_task);
6707 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6708
6709         for_each_possible_cpu(i) {
6710                 struct rq *rq;
6711
6712                 rq = cpu_rq(i);
6713                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6714                 rq->nr_running = 0;
6715                 rq->calc_load_active = 0;
6716                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6717                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6718                 init_rt_rq(&rq->rt);
6719                 init_dl_rq(&rq->dl);
6720 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6721                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6722                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6723                 /*
6724                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6725                  *
6726                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6727                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6728                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6729                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6730                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6731                  * (se->load.weight).
6732                  *
6733                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6734                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6735                  * then A0's share of the CPU resource is:
6736                  *
6737                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6738                  *
6739                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6740                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6741                  */
6742                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6743 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6744
6745                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6746 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6747                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6748 #endif
6749 #ifdef CONFIG_SMP
6750                 rq->sd = NULL;
6751                 rq->rd = NULL;
6752                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6753                 rq->balance_callback = NULL;
6754                 rq->active_balance = 0;
6755                 rq->next_balance = jiffies;
6756                 rq->push_cpu = 0;
6757                 rq->cpu = i;
6758                 rq->online = 0;
6759                 rq->idle_stamp = 0;
6760                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6761                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6762
6763                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6764
6765                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6766 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6767                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6768                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6769
6770                 rq_csd_init(rq, &rq->nohz_csd, nohz_csd_func);
6771 #endif
6772 #endif /* CONFIG_SMP */
6773                 hrtick_rq_init(rq);
6774                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6775         }
6776
6777         set_load_weight(&init_task, false);
6778
6779         /*
6780          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6781          */
6782         mmgrab(&init_mm);
6783         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6784
6785         /*
6786          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6787          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6788          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6789          * when this runqueue becomes "idle".
6790          */
6791         init_idle(current, smp_processor_id());
6792
6793         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6794
6795 #ifdef CONFIG_SMP
6796         idle_thread_set_boot_cpu();
6797 #endif
6798         init_sched_fair_class();
6799
6800         init_schedstats();
6801
6802         psi_init();
6803
6804         init_uclamp();
6805
6806         scheduler_running = 1;
6807 }
6808
6809 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6810 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6811 {
6812         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6813
6814         return (nested == preempt_offset);
6815 }
6816
6817 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6818 {
6819         /*
6820          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6821          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6822          * otherwise we will destroy state.
6823          */
6824         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6825                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6826                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6827                         current->state,
6828                         (void *)current->task_state_change,
6829                         (void *)current->task_state_change);
6830
6831         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6832 }
6833 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6834
6835 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6836 {
6837         /* Ratelimiting timestamp: */
6838         static unsigned long prev_jiffy;
6839
6840         unsigned long preempt_disable_ip;
6841
6842         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6843         rcu_sleep_check();
6844
6845         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6846              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6847             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6848             oops_in_progress)
6849                 return;
6850
6851         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6852                 return;
6853         prev_jiffy = jiffies;
6854
6855         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6856         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6857
6858         printk(KERN_ERR
6859                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6860                         file, line);
6861         printk(KERN_ERR
6862                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6863                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6864                         current->pid, current->comm);
6865
6866         if (task_stack_end_corrupted(current))
6867                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6868
6869         debug_show_held_locks(current);
6870         if (irqs_disabled())
6871                 print_irqtrace_events(current);
6872         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6873             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6874                 pr_err("Preemption disabled at:");
6875                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6876                 pr_cont("\n");
6877         }
6878         dump_stack();
6879         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6880 }
6881 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6882
6883 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6884 {
6885         static unsigned long prev_jiffy;
6886
6887         if (irqs_disabled())
6888                 return;
6889
6890         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6891                 return;
6892
6893         if (preempt_count() > preempt_offset)
6894                 return;
6895
6896         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6897                 return;
6898         prev_jiffy = jiffies;
6899
6900         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6901         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6902                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6903                         current->pid, current->comm);
6904
6905         debug_show_held_locks(current);
6906         dump_stack();
6907         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6908 }
6909 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6910 #endif
6911
6912 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6913 void normalize_rt_tasks(void)
6914 {
6915         struct task_struct *g, *p;
6916         struct sched_attr attr = {
6917                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6918         };
6919
6920         read_lock(&tasklist_lock);
6921         for_each_process_thread(g, p) {
6922                 /*
6923                  * Only normalize user tasks:
6924                  */
6925                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6926                         continue;
6927
6928                 p->se.exec_start = 0;
6929                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6930                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6931                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6932
6933                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6934                         /*
6935                          * Renice negative nice level userspace
6936                          * tasks back to 0:
6937                          */
6938                         if (task_nice(p) < 0)
6939                                 set_user_nice(p, 0);
6940                         continue;
6941                 }
6942
6943                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6944         }
6945         read_unlock(&tasklist_lock);
6946 }
6947
6948 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6949
6950 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6951 /*
6952  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6953  *
6954  * They can only be called when the whole system has been
6955  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6956  * activity can take place. Using them for anything else would
6957  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6958  * under any other configuration.
6959  */
6960
6961 /**
6962  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6963  * @cpu: the processor in question.
6964  *
6965  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6966  *
6967  * Return: The current task for @cpu.
6968  */
6969 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6970 {
6971         return cpu_curr(cpu);
6972 }
6973
6974 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6975
6976 #ifdef CONFIG_IA64
6977 /**
6978  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6979  * @cpu: the processor in question.
6980  * @p: the task pointer to set.
6981  *
6982  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6983  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6984  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6985  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6986  * and caller must save the original value of the current task (see
6987  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6988  * re-starting the system.
6989  *
6990  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6991  */
6992 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6993 {
6994         cpu_curr(cpu) = p;
6995 }
6996
6997 #endif
6998
6999 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
7000 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
7001 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
7002
7003 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
7004                                             struct task_group *parent)
7005 {
7006 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7007         enum uclamp_id clamp_id;
7008
7009         for_each_clamp_id(clamp_id) {
7010                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
7011                               uclamp_none(clamp_id), false);
7012                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
7013         }
7014 #endif
7015 }
7016
7017 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
7018 {
7019         free_fair_sched_group(tg);
7020         free_rt_sched_group(tg);
7021         autogroup_free(tg);
7022         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
7023 }
7024
7025 /* allocate runqueue etc for a new task group */
7026 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
7027 {
7028         struct task_group *tg;
7029
7030         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
7031         if (!tg)
7032                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7033
7034         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
7035                 goto err;
7036
7037         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
7038                 goto err;
7039
7040         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
7041
7042         return tg;
7043
7044 err:
7045         sched_free_group(tg);
7046         return ERR_PTR(-ENOMEM);
7047 }
7048
7049 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
7050 {
7051         unsigned long flags;
7052
7053         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7054         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
7055
7056         /* Root should already exist: */
7057         WARN_ON(!parent);
7058
7059         tg->parent = parent;
7060         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
7061         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
7062         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7063
7064         online_fair_sched_group(tg);
7065 }
7066
7067 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
7068 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
7069 {
7070         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7071         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7072 }
7073
7074 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7075 {
7076         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7077         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7078 }
7079
7080 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7081 {
7082         unsigned long flags;
7083
7084         /* End participation in shares distribution: */
7085         unregister_fair_sched_group(tg);
7086
7087         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7088         list_del_rcu(&tg->list);
7089         list_del_rcu(&tg->siblings);
7090         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7091 }
7092
7093 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7094 {
7095         struct task_group *tg;
7096
7097         /*
7098          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7099          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7100          * to prevent lockdep warnings.
7101          */
7102         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7103                           struct task_group, css);
7104         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7105         tsk->sched_task_group = tg;
7106
7107 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7108         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7109                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7110         else
7111 #endif
7112                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7113 }
7114
7115 /*
7116  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7117  *
7118  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7119  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7120  * its new group.
7121  */
7122 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7123 {
7124         int queued, running, queue_flags =
7125                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7126         struct rq_flags rf;
7127         struct rq *rq;
7128
7129         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7130         update_rq_clock(rq);
7131
7132         running = task_current(rq, tsk);
7133         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7134
7135         if (queued)
7136                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7137         if (running)
7138                 put_prev_task(rq, tsk);
7139
7140         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7141
7142         if (queued)
7143                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7144         if (running) {
7145                 set_next_task(rq, tsk);
7146                 /*
7147                  * After changing group, the running task may have joined a
7148                  * throttled one but it's still the running task. Trigger a
7149                  * resched to make sure that task can still run.
7150                  */
7151                 resched_curr(rq);
7152         }
7153
7154         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7155 }
7156
7157 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7158 {
7159         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7160 }
7161
7162 static struct cgroup_subsys_state *
7163 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7164 {
7165         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7166         struct task_group *tg;
7167
7168         if (!parent) {
7169                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7170                 return &root_task_group.css;
7171         }
7172
7173         tg = sched_create_group(parent);
7174         if (IS_ERR(tg))
7175                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7176
7177         return &tg->css;
7178 }
7179
7180 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7181 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7182 {
7183         struct task_group *tg = css_tg(css);
7184         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7185
7186         if (parent)
7187                 sched_online_group(tg, parent);
7188
7189 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7190         /* Propagate the effective uclamp value for the new group */
7191         cpu_util_update_eff(css);
7192 #endif
7193
7194         return 0;
7195 }
7196
7197 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7198 {
7199         struct task_group *tg = css_tg(css);
7200
7201         sched_offline_group(tg);
7202 }
7203
7204 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7205 {
7206         struct task_group *tg = css_tg(css);
7207
7208         /*
7209          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7210          */
7211         sched_free_group(tg);
7212 }
7213
7214 /*
7215  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7216  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7217  */
7218 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7219 {
7220         struct rq_flags rf;
7221         struct rq *rq;
7222
7223         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7224
7225         update_rq_clock(rq);
7226         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7227
7228         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7229 }
7230
7231 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7232 {
7233         struct task_struct *task;
7234         struct cgroup_subsys_state *css;
7235         int ret = 0;
7236
7237         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7238 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7239                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7240                         return -EINVAL;
7241 #endif
7242                 /*
7243                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7244                  * running, we're sure to observe its full state.
7245                  */
7246                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7247                 /*
7248                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7249                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7250                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7251                  */
7252                 if (task->state == TASK_NEW)
7253                         ret = -EINVAL;
7254                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7255
7256                 if (ret)
7257                         break;
7258         }
7259         return ret;
7260 }
7261
7262 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7263 {
7264         struct task_struct *task;
7265         struct cgroup_subsys_state *css;
7266
7267         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7268                 sched_move_task(task);
7269 }
7270
7271 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7272 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7273 {
7274         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7275         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7276         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7277         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7278         enum uclamp_id clamp_id;
7279         unsigned int clamps;
7280
7281         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7282                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7283                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7284
7285                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7286                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7287                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7288                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7289                         if (uc_parent &&
7290                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7291                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7292                         }
7293                 }
7294                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7295                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7296
7297                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7298                 clamps = 0x0;
7299                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7300                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7301                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7302                                 continue;
7303                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7304                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7305                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7306                 }
7307                 if (!clamps) {
7308                         css = css_rightmost_descendant(css);
7309                         continue;
7310                 }
7311
7312                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7313                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7314         }
7315 }
7316
7317 /*
7318  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7319  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7320  * character constant, use two levels of macros.
7321  */
7322 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7323 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7324
7325 struct uclamp_request {
7326 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7327 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7328         s64 percent;
7329         u64 util;
7330         int ret;
7331 };
7332
7333 static inline struct uclamp_request
7334 capacity_from_percent(char *buf)
7335 {
7336         struct uclamp_request req = {
7337                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7338                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7339                 .ret = 0,
7340         };
7341
7342         buf = strim(buf);
7343         if (strcmp(buf, "max")) {
7344                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7345                                              &req.percent);
7346                 if (req.ret)
7347                         return req;
7348                 if ((u64)req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7349                         req.ret = -ERANGE;
7350                         return req;
7351                 }
7352
7353                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7354                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7355         }
7356
7357         return req;
7358 }
7359
7360 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7361                                 size_t nbytes, loff_t off,
7362                                 enum uclamp_id clamp_id)
7363 {
7364         struct uclamp_request req;
7365         struct task_group *tg;
7366
7367         req = capacity_from_percent(buf);
7368         if (req.ret)
7369                 return req.ret;
7370
7371         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7372         rcu_read_lock();
7373
7374         tg = css_tg(of_css(of));
7375         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7376                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7377
7378         /*
7379          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7380          * exact requested value
7381          */
7382         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7383
7384         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7385         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7386
7387         rcu_read_unlock();
7388         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7389
7390         return nbytes;
7391 }
7392
7393 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7394                                     char *buf, size_t nbytes,
7395                                     loff_t off)
7396 {
7397         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7398 }
7399
7400 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7401                                     char *buf, size_t nbytes,
7402                                     loff_t off)
7403 {
7404         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7405 }
7406
7407 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7408                                     enum uclamp_id clamp_id)
7409 {
7410         struct task_group *tg;
7411         u64 util_clamp;
7412         u64 percent;
7413         u32 rem;
7414
7415         rcu_read_lock();
7416         tg = css_tg(seq_css(sf));
7417         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7418         rcu_read_unlock();
7419
7420         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7421                 seq_puts(sf, "max\n");
7422                 return;
7423         }
7424
7425         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7426         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7427         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7428 }
7429
7430 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7431 {
7432         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7433         return 0;
7434 }
7435
7436 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7437 {
7438         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7439         return 0;
7440 }
7441 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7442
7443 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7444 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7445                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7446 {
7447         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7448                 shareval = MAX_SHARES;
7449         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7450 }
7451
7452 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7453                                struct cftype *cft)
7454 {
7455         struct task_group *tg = css_tg(css);
7456
7457         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7458 }
7459
7460 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7461 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7462
7463 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7464 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7465 /* More than 203 days if BW_SHIFT equals 20. */
7466 static const u64 max_cfs_runtime = MAX_BW * NSEC_PER_USEC;
7467
7468 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7469
7470 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7471 {
7472         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7473         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7474
7475         if (tg == &root_task_group)
7476                 return -EINVAL;
7477
7478         /*
7479          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7480          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7481          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7482          */
7483         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7484                 return -EINVAL;
7485
7486         /*
7487          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7488          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7489          * feasibility.
7490          */
7491         if (period > max_cfs_quota_period)
7492                 return -EINVAL;
7493
7494         /*
7495          * Bound quota to defend quota against overflow during bandwidth shift.
7496          */
7497         if (quota != RUNTIME_INF && quota > max_cfs_runtime)
7498                 return -EINVAL;
7499
7500         /*
7501          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7502          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7503          */
7504         get_online_cpus();
7505         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7506         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7507         if (ret)
7508                 goto out_unlock;
7509
7510         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7511         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7512         /*
7513          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7514          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7515          */
7516         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7517                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7518         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7519         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7520         cfs_b->quota = quota;
7521
7522         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7523
7524         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7525         if (runtime_enabled)
7526                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7527
7528         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7529
7530         for_each_online_cpu(i) {
7531                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7532                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7533                 struct rq_flags rf;
7534
7535                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7536                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7537                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7538
7539                 if (cfs_rq->throttled)
7540                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7541                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7542         }
7543         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7544                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7545 out_unlock:
7546         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7547         put_online_cpus();
7548
7549         return ret;
7550 }
7551
7552 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7553 {
7554         u64 quota, period;
7555
7556         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7557         if (cfs_quota_us < 0)
7558                 quota = RUNTIME_INF;
7559         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7560                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7561         else
7562                 return -EINVAL;
7563
7564         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7565 }
7566
7567 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7568 {
7569         u64 quota_us;
7570
7571         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7572                 return -1;
7573
7574         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7575         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7576
7577         return quota_us;
7578 }
7579
7580 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7581 {
7582         u64 quota, period;
7583
7584         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7585                 return -EINVAL;
7586
7587         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7588         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7589
7590         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7591 }
7592
7593 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7594 {
7595         u64 cfs_period_us;
7596
7597         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7598         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7599
7600         return cfs_period_us;
7601 }
7602
7603 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7604                                   struct cftype *cft)
7605 {
7606         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7607 }
7608
7609 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7610                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7611 {
7612         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7613 }
7614
7615 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7616                                    struct cftype *cft)
7617 {
7618         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7619 }
7620
7621 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7622                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7623 {
7624         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7625 }
7626
7627 struct cfs_schedulable_data {
7628         struct task_group *tg;
7629         u64 period, quota;
7630 };
7631
7632 /*
7633  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7634  * note: units are usecs
7635  */
7636 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7637                                struct cfs_schedulable_data *d)
7638 {
7639         u64 quota, period;
7640
7641         if (tg == d->tg) {
7642                 period = d->period;
7643                 quota = d->quota;
7644         } else {
7645                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7646                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7647         }
7648
7649         /* note: these should typically be equivalent */
7650         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7651                 return RUNTIME_INF;
7652
7653         return to_ratio(period, quota);
7654 }
7655
7656 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7657 {
7658         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7659         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7660         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7661
7662         if (!tg->parent) {
7663                 quota = RUNTIME_INF;
7664         } else {
7665                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7666
7667                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7668                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7669
7670                 /*
7671                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7672                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7673                  * limit is set:
7674                  */
7675                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7676                         quota = min(quota, parent_quota);
7677                 } else {
7678                         if (quota == RUNTIME_INF)
7679                                 quota = parent_quota;
7680                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7681                                 return -EINVAL;
7682                 }
7683         }
7684         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7685
7686         return 0;
7687 }
7688
7689 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7690 {
7691         int ret;
7692         struct cfs_schedulable_data data = {
7693                 .tg = tg,
7694                 .period = period,
7695                 .quota = quota,
7696         };
7697
7698         if (quota != RUNTIME_INF) {
7699                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7700                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7701         }
7702
7703         rcu_read_lock();
7704         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7705         rcu_read_unlock();
7706
7707         return ret;
7708 }
7709
7710 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7711 {
7712         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7713         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7714
7715         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7716         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7717         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7718
7719         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7720                 u64 ws = 0;
7721                 int i;
7722
7723                 for_each_possible_cpu(i)
7724                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7725
7726                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7727         }
7728
7729         return 0;
7730 }
7731 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7732 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7733
7734 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7735 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7736                                 struct cftype *cft, s64 val)
7737 {
7738         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7739 }
7740
7741 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7742                                struct cftype *cft)
7743 {
7744         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7745 }
7746
7747 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7748                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7749 {
7750         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7751 }
7752
7753 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7754                                    struct cftype *cft)
7755 {
7756         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7757 }
7758 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7759
7760 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7761 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7762         {
7763                 .name = "shares",
7764                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7765                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7766         },
7767 #endif
7768 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7769         {
7770                 .name = "cfs_quota_us",
7771                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7772                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7773         },
7774         {
7775                 .name = "cfs_period_us",
7776                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7777                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7778         },
7779         {
7780                 .name = "stat",
7781                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7782         },
7783 #endif
7784 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7785         {
7786                 .name = "rt_runtime_us",
7787                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7788                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7789         },
7790         {
7791                 .name = "rt_period_us",
7792                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7793                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7794         },
7795 #endif
7796 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7797         {
7798                 .name = "uclamp.min",
7799                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7800                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7801                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7802         },
7803         {
7804                 .name = "uclamp.max",
7805                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7806                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7807                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7808         },
7809 #endif
7810         { }     /* Terminate */
7811 };
7812
7813 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7814                                struct cgroup_subsys_state *css)
7815 {
7816 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7817         {
7818                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7819                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7820                 u64 throttled_usec;
7821
7822                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7823                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7824
7825                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7826                            "nr_throttled %d\n"
7827                            "throttled_usec %llu\n",
7828                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7829                            throttled_usec);
7830         }
7831 #endif
7832         return 0;
7833 }
7834
7835 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7836 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7837                                struct cftype *cft)
7838 {
7839         struct task_group *tg = css_tg(css);
7840         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7841
7842         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7843 }
7844
7845 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7846                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7847 {
7848         /*
7849          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7850          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7851          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7852          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7853          * the original value over the entire range.
7854          */
7855         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7856                 return -ERANGE;
7857
7858         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7859
7860         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7861 }
7862
7863 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7864                                     struct cftype *cft)
7865 {
7866         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7867         int last_delta = INT_MAX;
7868         int prio, delta;
7869
7870         /* find the closest nice value to the current weight */
7871         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7872                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7873                 if (delta >= last_delta)
7874                         break;
7875                 last_delta = delta;
7876         }
7877
7878         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7879 }
7880
7881 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7882                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7883 {
7884         unsigned long weight;
7885         int idx;
7886
7887         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7888                 return -ERANGE;
7889
7890         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7891         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7892         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7893
7894         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7895 }
7896 #endif
7897
7898 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7899                                                   long period, long quota)
7900 {
7901         if (quota < 0)
7902                 seq_puts(sf, "max");
7903         else
7904                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7905
7906         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7907 }
7908
7909 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7910 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7911                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7912 {
7913         char tok[21];   /* U64_MAX */
7914
7915         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7916                 return -EINVAL;
7917
7918         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7919
7920         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7921                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7922         else if (!strcmp(tok, "max"))
7923                 *quotap = RUNTIME_INF;
7924         else
7925                 return -EINVAL;
7926
7927         return 0;
7928 }
7929
7930 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7931 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7932 {
7933         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7934
7935         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7936         return 0;
7937 }
7938
7939 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7940                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7941 {
7942         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7943         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7944         u64 quota;
7945         int ret;
7946
7947         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7948         if (!ret)
7949                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7950         return ret ?: nbytes;
7951 }
7952 #endif
7953
7954 static struct cftype cpu_files[] = {
7955 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7956         {
7957                 .name = "weight",
7958                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7959                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7960                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7961         },
7962         {
7963                 .name = "weight.nice",
7964                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7965                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7966                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7967         },
7968 #endif
7969 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7970         {
7971                 .name = "max",
7972                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7973                 .seq_show = cpu_max_show,
7974                 .write = cpu_max_write,
7975         },
7976 #endif
7977 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7978         {
7979                 .name = "uclamp.min",
7980                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7981                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7982                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7983         },
7984         {
7985                 .name = "uclamp.max",
7986                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7987                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7988                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7989         },
7990 #endif
7991         { }     /* terminate */
7992 };
7993
7994 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7995         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7996         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7997         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7998         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7999         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
8000         .fork           = cpu_cgroup_fork,
8001         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
8002         .attach         = cpu_cgroup_attach,
8003         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
8004         .dfl_cftypes    = cpu_files,
8005         .early_init     = true,
8006         .threaded       = true,
8007 };
8008
8009 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
8010
8011 void dump_cpu_task(int cpu)
8012 {
8013         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
8014         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
8015 }
8016
8017 /*
8018  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
8019  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
8020  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
8021  * that remained on nice 0.
8022  *
8023  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
8024  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
8025  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
8026  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
8027  * the relative distance between them is ~25%.)
8028  */
8029 const int sched_prio_to_weight[40] = {
8030  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
8031  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
8032  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
8033  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
8034  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
8035  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
8036  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
8037  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
8038 };
8039
8040 /*
8041  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
8042  *
8043  * In cases where the weight does not change often, we can use the
8044  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
8045  * into multiplications:
8046  */
8047 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
8048  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
8049  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
8050  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
8051  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
8052  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
8053  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
8054  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
8055  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
8056 };
8057
8058 #undef CREATE_TRACE_POINTS