f9a1346a5fa9502be6ca45ecb1bd822bf706725e
[sfrench/cifs-2.6.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
15 #include <asm/switch_to.h>
16 #include <asm/tlb.h>
17
18 #include "../workqueue_internal.h"
19 #include "../smpboot.h"
20
21 #include "pelt.h"
22
23 #define CREATE_TRACE_POINTS
24 #include <trace/events/sched.h>
25
26 /*
27  * Export tracepoints that act as a bare tracehook (ie: have no trace event
28  * associated with them) to allow external modules to probe them.
29  */
30 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_cfs_tp);
31 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_rt_tp);
32 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_dl_tp);
33 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_irq_tp);
34 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(pelt_se_tp);
35 EXPORT_TRACEPOINT_SYMBOL_GPL(sched_overutilized_tp);
36
37 DEFINE_PER_CPU_SHARED_ALIGNED(struct rq, runqueues);
38
39 #if defined(CONFIG_SCHED_DEBUG) && defined(CONFIG_JUMP_LABEL)
40 /*
41  * Debugging: various feature bits
42  *
43  * If SCHED_DEBUG is disabled, each compilation unit has its own copy of
44  * sysctl_sched_features, defined in sched.h, to allow constants propagation
45  * at compile time and compiler optimization based on features default.
46  */
47 #define SCHED_FEAT(name, enabled)       \
48         (1UL << __SCHED_FEAT_##name) * enabled |
49 const_debug unsigned int sysctl_sched_features =
50 #include "features.h"
51         0;
52 #undef SCHED_FEAT
53 #endif
54
55 /*
56  * Number of tasks to iterate in a single balance run.
57  * Limited because this is done with IRQs disabled.
58  */
59 const_debug unsigned int sysctl_sched_nr_migrate = 32;
60
61 /*
62  * period over which we measure -rt task CPU usage in us.
63  * default: 1s
64  */
65 unsigned int sysctl_sched_rt_period = 1000000;
66
67 __read_mostly int scheduler_running;
68
69 /*
70  * part of the period that we allow rt tasks to run in us.
71  * default: 0.95s
72  */
73 int sysctl_sched_rt_runtime = 950000;
74
75 /*
76  * __task_rq_lock - lock the rq @p resides on.
77  */
78 struct rq *__task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
79         __acquires(rq->lock)
80 {
81         struct rq *rq;
82
83         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
84
85         for (;;) {
86                 rq = task_rq(p);
87                 raw_spin_lock(&rq->lock);
88                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
89                         rq_pin_lock(rq, rf);
90                         return rq;
91                 }
92                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
93
94                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
95                         cpu_relax();
96         }
97 }
98
99 /*
100  * task_rq_lock - lock p->pi_lock and lock the rq @p resides on.
101  */
102 struct rq *task_rq_lock(struct task_struct *p, struct rq_flags *rf)
103         __acquires(p->pi_lock)
104         __acquires(rq->lock)
105 {
106         struct rq *rq;
107
108         for (;;) {
109                 raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf->flags);
110                 rq = task_rq(p);
111                 raw_spin_lock(&rq->lock);
112                 /*
113                  *      move_queued_task()              task_rq_lock()
114                  *
115                  *      ACQUIRE (rq->lock)
116                  *      [S] ->on_rq = MIGRATING         [L] rq = task_rq()
117                  *      WMB (__set_task_cpu())          ACQUIRE (rq->lock);
118                  *      [S] ->cpu = new_cpu             [L] task_rq()
119                  *                                      [L] ->on_rq
120                  *      RELEASE (rq->lock)
121                  *
122                  * If we observe the old CPU in task_rq_lock(), the acquire of
123                  * the old rq->lock will fully serialize against the stores.
124                  *
125                  * If we observe the new CPU in task_rq_lock(), the address
126                  * dependency headed by '[L] rq = task_rq()' and the acquire
127                  * will pair with the WMB to ensure we then also see migrating.
128                  */
129                 if (likely(rq == task_rq(p) && !task_on_rq_migrating(p))) {
130                         rq_pin_lock(rq, rf);
131                         return rq;
132                 }
133                 raw_spin_unlock(&rq->lock);
134                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, rf->flags);
135
136                 while (unlikely(task_on_rq_migrating(p)))
137                         cpu_relax();
138         }
139 }
140
141 /*
142  * RQ-clock updating methods:
143  */
144
145 static void update_rq_clock_task(struct rq *rq, s64 delta)
146 {
147 /*
148  * In theory, the compile should just see 0 here, and optimize out the call
149  * to sched_rt_avg_update. But I don't trust it...
150  */
151         s64 __maybe_unused steal = 0, irq_delta = 0;
152
153 #ifdef CONFIG_IRQ_TIME_ACCOUNTING
154         irq_delta = irq_time_read(cpu_of(rq)) - rq->prev_irq_time;
155
156         /*
157          * Since irq_time is only updated on {soft,}irq_exit, we might run into
158          * this case when a previous update_rq_clock() happened inside a
159          * {soft,}irq region.
160          *
161          * When this happens, we stop ->clock_task and only update the
162          * prev_irq_time stamp to account for the part that fit, so that a next
163          * update will consume the rest. This ensures ->clock_task is
164          * monotonic.
165          *
166          * It does however cause some slight miss-attribution of {soft,}irq
167          * time, a more accurate solution would be to update the irq_time using
168          * the current rq->clock timestamp, except that would require using
169          * atomic ops.
170          */
171         if (irq_delta > delta)
172                 irq_delta = delta;
173
174         rq->prev_irq_time += irq_delta;
175         delta -= irq_delta;
176 #endif
177 #ifdef CONFIG_PARAVIRT_TIME_ACCOUNTING
178         if (static_key_false((&paravirt_steal_rq_enabled))) {
179                 steal = paravirt_steal_clock(cpu_of(rq));
180                 steal -= rq->prev_steal_time_rq;
181
182                 if (unlikely(steal > delta))
183                         steal = delta;
184
185                 rq->prev_steal_time_rq += steal;
186                 delta -= steal;
187         }
188 #endif
189
190         rq->clock_task += delta;
191
192 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
193         if ((irq_delta + steal) && sched_feat(NONTASK_CAPACITY))
194                 update_irq_load_avg(rq, irq_delta + steal);
195 #endif
196         update_rq_clock_pelt(rq, delta);
197 }
198
199 void update_rq_clock(struct rq *rq)
200 {
201         s64 delta;
202
203         lockdep_assert_held(&rq->lock);
204
205         if (rq->clock_update_flags & RQCF_ACT_SKIP)
206                 return;
207
208 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
209         if (sched_feat(WARN_DOUBLE_CLOCK))
210                 SCHED_WARN_ON(rq->clock_update_flags & RQCF_UPDATED);
211         rq->clock_update_flags |= RQCF_UPDATED;
212 #endif
213
214         delta = sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - rq->clock;
215         if (delta < 0)
216                 return;
217         rq->clock += delta;
218         update_rq_clock_task(rq, delta);
219 }
220
221
222 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
223 /*
224  * Use HR-timers to deliver accurate preemption points.
225  */
226
227 static void hrtick_clear(struct rq *rq)
228 {
229         if (hrtimer_active(&rq->hrtick_timer))
230                 hrtimer_cancel(&rq->hrtick_timer);
231 }
232
233 /*
234  * High-resolution timer tick.
235  * Runs from hardirq context with interrupts disabled.
236  */
237 static enum hrtimer_restart hrtick(struct hrtimer *timer)
238 {
239         struct rq *rq = container_of(timer, struct rq, hrtick_timer);
240         struct rq_flags rf;
241
242         WARN_ON_ONCE(cpu_of(rq) != smp_processor_id());
243
244         rq_lock(rq, &rf);
245         update_rq_clock(rq);
246         rq->curr->sched_class->task_tick(rq, rq->curr, 1);
247         rq_unlock(rq, &rf);
248
249         return HRTIMER_NORESTART;
250 }
251
252 #ifdef CONFIG_SMP
253
254 static void __hrtick_restart(struct rq *rq)
255 {
256         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
257
258         hrtimer_start_expires(timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED_HARD);
259 }
260
261 /*
262  * called from hardirq (IPI) context
263  */
264 static void __hrtick_start(void *arg)
265 {
266         struct rq *rq = arg;
267         struct rq_flags rf;
268
269         rq_lock(rq, &rf);
270         __hrtick_restart(rq);
271         rq->hrtick_csd_pending = 0;
272         rq_unlock(rq, &rf);
273 }
274
275 /*
276  * Called to set the hrtick timer state.
277  *
278  * called with rq->lock held and irqs disabled
279  */
280 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
281 {
282         struct hrtimer *timer = &rq->hrtick_timer;
283         ktime_t time;
284         s64 delta;
285
286         /*
287          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
288          * doesn't make sense and can cause timer DoS.
289          */
290         delta = max_t(s64, delay, 10000LL);
291         time = ktime_add_ns(timer->base->get_time(), delta);
292
293         hrtimer_set_expires(timer, time);
294
295         if (rq == this_rq()) {
296                 __hrtick_restart(rq);
297         } else if (!rq->hrtick_csd_pending) {
298                 smp_call_function_single_async(cpu_of(rq), &rq->hrtick_csd);
299                 rq->hrtick_csd_pending = 1;
300         }
301 }
302
303 #else
304 /*
305  * Called to set the hrtick timer state.
306  *
307  * called with rq->lock held and irqs disabled
308  */
309 void hrtick_start(struct rq *rq, u64 delay)
310 {
311         /*
312          * Don't schedule slices shorter than 10000ns, that just
313          * doesn't make sense. Rely on vruntime for fairness.
314          */
315         delay = max_t(u64, delay, 10000LL);
316         hrtimer_start(&rq->hrtick_timer, ns_to_ktime(delay),
317                       HRTIMER_MODE_REL_PINNED_HARD);
318 }
319 #endif /* CONFIG_SMP */
320
321 static void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
322 {
323 #ifdef CONFIG_SMP
324         rq->hrtick_csd_pending = 0;
325
326         rq->hrtick_csd.flags = 0;
327         rq->hrtick_csd.func = __hrtick_start;
328         rq->hrtick_csd.info = rq;
329 #endif
330
331         hrtimer_init(&rq->hrtick_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL_HARD);
332         rq->hrtick_timer.function = hrtick;
333 }
334 #else   /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
335 static inline void hrtick_clear(struct rq *rq)
336 {
337 }
338
339 static inline void hrtick_rq_init(struct rq *rq)
340 {
341 }
342 #endif  /* CONFIG_SCHED_HRTICK */
343
344 /*
345  * cmpxchg based fetch_or, macro so it works for different integer types
346  */
347 #define fetch_or(ptr, mask)                                             \
348         ({                                                              \
349                 typeof(ptr) _ptr = (ptr);                               \
350                 typeof(mask) _mask = (mask);                            \
351                 typeof(*_ptr) _old, _val = *_ptr;                       \
352                                                                         \
353                 for (;;) {                                              \
354                         _old = cmpxchg(_ptr, _val, _val | _mask);       \
355                         if (_old == _val)                               \
356                                 break;                                  \
357                         _val = _old;                                    \
358                 }                                                       \
359         _old;                                                           \
360 })
361
362 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(TIF_POLLING_NRFLAG)
363 /*
364  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED and test for TIF_POLLING_NRFLAG,
365  * this avoids any races wrt polling state changes and thereby avoids
366  * spurious IPIs.
367  */
368 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
369 {
370         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
371         return !(fetch_or(&ti->flags, _TIF_NEED_RESCHED) & _TIF_POLLING_NRFLAG);
372 }
373
374 /*
375  * Atomically set TIF_NEED_RESCHED if TIF_POLLING_NRFLAG is set.
376  *
377  * If this returns true, then the idle task promises to call
378  * sched_ttwu_pending() and reschedule soon.
379  */
380 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
381 {
382         struct thread_info *ti = task_thread_info(p);
383         typeof(ti->flags) old, val = READ_ONCE(ti->flags);
384
385         for (;;) {
386                 if (!(val & _TIF_POLLING_NRFLAG))
387                         return false;
388                 if (val & _TIF_NEED_RESCHED)
389                         return true;
390                 old = cmpxchg(&ti->flags, val, val | _TIF_NEED_RESCHED);
391                 if (old == val)
392                         break;
393                 val = old;
394         }
395         return true;
396 }
397
398 #else
399 static bool set_nr_and_not_polling(struct task_struct *p)
400 {
401         set_tsk_need_resched(p);
402         return true;
403 }
404
405 #ifdef CONFIG_SMP
406 static bool set_nr_if_polling(struct task_struct *p)
407 {
408         return false;
409 }
410 #endif
411 #endif
412
413 static bool __wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
414 {
415         struct wake_q_node *node = &task->wake_q;
416
417         /*
418          * Atomically grab the task, if ->wake_q is !nil already it means
419          * its already queued (either by us or someone else) and will get the
420          * wakeup due to that.
421          *
422          * In order to ensure that a pending wakeup will observe our pending
423          * state, even in the failed case, an explicit smp_mb() must be used.
424          */
425         smp_mb__before_atomic();
426         if (unlikely(cmpxchg_relaxed(&node->next, NULL, WAKE_Q_TAIL)))
427                 return false;
428
429         /*
430          * The head is context local, there can be no concurrency.
431          */
432         *head->lastp = node;
433         head->lastp = &node->next;
434         return true;
435 }
436
437 /**
438  * wake_q_add() - queue a wakeup for 'later' waking.
439  * @head: the wake_q_head to add @task to
440  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
441  *
442  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
443  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
444  * instantly.
445  *
446  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
447  * must be ready to be woken at this location.
448  */
449 void wake_q_add(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
450 {
451         if (__wake_q_add(head, task))
452                 get_task_struct(task);
453 }
454
455 /**
456  * wake_q_add_safe() - safely queue a wakeup for 'later' waking.
457  * @head: the wake_q_head to add @task to
458  * @task: the task to queue for 'later' wakeup
459  *
460  * Queue a task for later wakeup, most likely by the wake_up_q() call in the
461  * same context, _HOWEVER_ this is not guaranteed, the wakeup can come
462  * instantly.
463  *
464  * This function must be used as-if it were wake_up_process(); IOW the task
465  * must be ready to be woken at this location.
466  *
467  * This function is essentially a task-safe equivalent to wake_q_add(). Callers
468  * that already hold reference to @task can call the 'safe' version and trust
469  * wake_q to do the right thing depending whether or not the @task is already
470  * queued for wakeup.
471  */
472 void wake_q_add_safe(struct wake_q_head *head, struct task_struct *task)
473 {
474         if (!__wake_q_add(head, task))
475                 put_task_struct(task);
476 }
477
478 void wake_up_q(struct wake_q_head *head)
479 {
480         struct wake_q_node *node = head->first;
481
482         while (node != WAKE_Q_TAIL) {
483                 struct task_struct *task;
484
485                 task = container_of(node, struct task_struct, wake_q);
486                 BUG_ON(!task);
487                 /* Task can safely be re-inserted now: */
488                 node = node->next;
489                 task->wake_q.next = NULL;
490
491                 /*
492                  * wake_up_process() executes a full barrier, which pairs with
493                  * the queueing in wake_q_add() so as not to miss wakeups.
494                  */
495                 wake_up_process(task);
496                 put_task_struct(task);
497         }
498 }
499
500 /*
501  * resched_curr - mark rq's current task 'to be rescheduled now'.
502  *
503  * On UP this means the setting of the need_resched flag, on SMP it
504  * might also involve a cross-CPU call to trigger the scheduler on
505  * the target CPU.
506  */
507 void resched_curr(struct rq *rq)
508 {
509         struct task_struct *curr = rq->curr;
510         int cpu;
511
512         lockdep_assert_held(&rq->lock);
513
514         if (test_tsk_need_resched(curr))
515                 return;
516
517         cpu = cpu_of(rq);
518
519         if (cpu == smp_processor_id()) {
520                 set_tsk_need_resched(curr);
521                 set_preempt_need_resched();
522                 return;
523         }
524
525         if (set_nr_and_not_polling(curr))
526                 smp_send_reschedule(cpu);
527         else
528                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
529 }
530
531 void resched_cpu(int cpu)
532 {
533         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
534         unsigned long flags;
535
536         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
537         if (cpu_online(cpu) || cpu == smp_processor_id())
538                 resched_curr(rq);
539         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
540 }
541
542 #ifdef CONFIG_SMP
543 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
544 /*
545  * In the semi idle case, use the nearest busy CPU for migrating timers
546  * from an idle CPU.  This is good for power-savings.
547  *
548  * We don't do similar optimization for completely idle system, as
549  * selecting an idle CPU will add more delays to the timers than intended
550  * (as that CPU's timer base may not be uptodate wrt jiffies etc).
551  */
552 int get_nohz_timer_target(void)
553 {
554         int i, cpu = smp_processor_id();
555         struct sched_domain *sd;
556
557         if (!idle_cpu(cpu) && housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
558                 return cpu;
559
560         rcu_read_lock();
561         for_each_domain(cpu, sd) {
562                 for_each_cpu(i, sched_domain_span(sd)) {
563                         if (cpu == i)
564                                 continue;
565
566                         if (!idle_cpu(i) && housekeeping_cpu(i, HK_FLAG_TIMER)) {
567                                 cpu = i;
568                                 goto unlock;
569                         }
570                 }
571         }
572
573         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TIMER))
574                 cpu = housekeeping_any_cpu(HK_FLAG_TIMER);
575 unlock:
576         rcu_read_unlock();
577         return cpu;
578 }
579
580 /*
581  * When add_timer_on() enqueues a timer into the timer wheel of an
582  * idle CPU then this timer might expire before the next timer event
583  * which is scheduled to wake up that CPU. In case of a completely
584  * idle system the next event might even be infinite time into the
585  * future. wake_up_idle_cpu() ensures that the CPU is woken up and
586  * leaves the inner idle loop so the newly added timer is taken into
587  * account when the CPU goes back to idle and evaluates the timer
588  * wheel for the next timer event.
589  */
590 static void wake_up_idle_cpu(int cpu)
591 {
592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
593
594         if (cpu == smp_processor_id())
595                 return;
596
597         if (set_nr_and_not_polling(rq->idle))
598                 smp_send_reschedule(cpu);
599         else
600                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
601 }
602
603 static bool wake_up_full_nohz_cpu(int cpu)
604 {
605         /*
606          * We just need the target to call irq_exit() and re-evaluate
607          * the next tick. The nohz full kick at least implies that.
608          * If needed we can still optimize that later with an
609          * empty IRQ.
610          */
611         if (cpu_is_offline(cpu))
612                 return true;  /* Don't try to wake offline CPUs. */
613         if (tick_nohz_full_cpu(cpu)) {
614                 if (cpu != smp_processor_id() ||
615                     tick_nohz_tick_stopped())
616                         tick_nohz_full_kick_cpu(cpu);
617                 return true;
618         }
619
620         return false;
621 }
622
623 /*
624  * Wake up the specified CPU.  If the CPU is going offline, it is the
625  * caller's responsibility to deal with the lost wakeup, for example,
626  * by hooking into the CPU_DEAD notifier like timers and hrtimers do.
627  */
628 void wake_up_nohz_cpu(int cpu)
629 {
630         if (!wake_up_full_nohz_cpu(cpu))
631                 wake_up_idle_cpu(cpu);
632 }
633
634 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
635 {
636         int cpu = smp_processor_id();
637
638         if (!(atomic_read(nohz_flags(cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
639                 return false;
640
641         if (idle_cpu(cpu) && !need_resched())
642                 return true;
643
644         /*
645          * We can't run Idle Load Balance on this CPU for this time so we
646          * cancel it and clear NOHZ_BALANCE_KICK
647          */
648         atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(cpu));
649         return false;
650 }
651
652 #else /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
653
654 static inline bool got_nohz_idle_kick(void)
655 {
656         return false;
657 }
658
659 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
660
661 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
662 bool sched_can_stop_tick(struct rq *rq)
663 {
664         int fifo_nr_running;
665
666         /* Deadline tasks, even if single, need the tick */
667         if (rq->dl.dl_nr_running)
668                 return false;
669
670         /*
671          * If there are more than one RR tasks, we need the tick to effect the
672          * actual RR behaviour.
673          */
674         if (rq->rt.rr_nr_running) {
675                 if (rq->rt.rr_nr_running == 1)
676                         return true;
677                 else
678                         return false;
679         }
680
681         /*
682          * If there's no RR tasks, but FIFO tasks, we can skip the tick, no
683          * forced preemption between FIFO tasks.
684          */
685         fifo_nr_running = rq->rt.rt_nr_running - rq->rt.rr_nr_running;
686         if (fifo_nr_running)
687                 return true;
688
689         /*
690          * If there are no DL,RR/FIFO tasks, there must only be CFS tasks left;
691          * if there's more than one we need the tick for involuntary
692          * preemption.
693          */
694         if (rq->nr_running > 1)
695                 return false;
696
697         return true;
698 }
699 #endif /* CONFIG_NO_HZ_FULL */
700 #endif /* CONFIG_SMP */
701
702 #if defined(CONFIG_RT_GROUP_SCHED) || (defined(CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED) && \
703                         (defined(CONFIG_SMP) || defined(CONFIG_CFS_BANDWIDTH)))
704 /*
705  * Iterate task_group tree rooted at *from, calling @down when first entering a
706  * node and @up when leaving it for the final time.
707  *
708  * Caller must hold rcu_lock or sufficient equivalent.
709  */
710 int walk_tg_tree_from(struct task_group *from,
711                              tg_visitor down, tg_visitor up, void *data)
712 {
713         struct task_group *parent, *child;
714         int ret;
715
716         parent = from;
717
718 down:
719         ret = (*down)(parent, data);
720         if (ret)
721                 goto out;
722         list_for_each_entry_rcu(child, &parent->children, siblings) {
723                 parent = child;
724                 goto down;
725
726 up:
727                 continue;
728         }
729         ret = (*up)(parent, data);
730         if (ret || parent == from)
731                 goto out;
732
733         child = parent;
734         parent = parent->parent;
735         if (parent)
736                 goto up;
737 out:
738         return ret;
739 }
740
741 int tg_nop(struct task_group *tg, void *data)
742 {
743         return 0;
744 }
745 #endif
746
747 static void set_load_weight(struct task_struct *p, bool update_load)
748 {
749         int prio = p->static_prio - MAX_RT_PRIO;
750         struct load_weight *load = &p->se.load;
751
752         /*
753          * SCHED_IDLE tasks get minimal weight:
754          */
755         if (task_has_idle_policy(p)) {
756                 load->weight = scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO);
757                 load->inv_weight = WMULT_IDLEPRIO;
758                 p->se.runnable_weight = load->weight;
759                 return;
760         }
761
762         /*
763          * SCHED_OTHER tasks have to update their load when changing their
764          * weight
765          */
766         if (update_load && p->sched_class == &fair_sched_class) {
767                 reweight_task(p, prio);
768         } else {
769                 load->weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
770                 load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
771                 p->se.runnable_weight = load->weight;
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 enum uclamp_id 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 enum uclamp_id 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 enum uclamp_id 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 p->uclamp[clamp_id].value;
928
929         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
930
931         return 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 static inline void
1077 uclamp_update_active_tasks(struct cgroup_subsys_state *css,
1078                            unsigned int clamps)
1079 {
1080         enum uclamp_id clamp_id;
1081         struct css_task_iter it;
1082         struct task_struct *p;
1083
1084         css_task_iter_start(css, 0, &it);
1085         while ((p = css_task_iter_next(&it))) {
1086                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
1087                         if ((0x1 << clamp_id) & clamps)
1088                                 uclamp_update_active(p, clamp_id);
1089                 }
1090         }
1091         css_task_iter_end(&it);
1092 }
1093
1094 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
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                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1237
1238                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1239                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1240                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1241
1242                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id], clamp_value, false);
1243         }
1244 }
1245
1246 static void __init init_uclamp(void)
1247 {
1248         struct uclamp_se uc_max = {};
1249         enum uclamp_id clamp_id;
1250         int cpu;
1251
1252         mutex_init(&uclamp_mutex);
1253
1254         for_each_possible_cpu(cpu) {
1255                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0, sizeof(struct uclamp_rq));
1256                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1257         }
1258
1259         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1260                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1261                               uclamp_none(clamp_id), false);
1262         }
1263
1264         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1265         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1266         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1267                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1268 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
1269                 root_task_group.uclamp_req[clamp_id] = uc_max;
1270                 root_task_group.uclamp[clamp_id] = uc_max;
1271 #endif
1272         }
1273 }
1274
1275 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1276 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1277 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1278 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1279                                   const struct sched_attr *attr)
1280 {
1281         return -EOPNOTSUPP;
1282 }
1283 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1284                                   const struct sched_attr *attr) { }
1285 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1286 static inline void init_uclamp(void) { }
1287 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1288
1289 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1290 {
1291         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1292                 update_rq_clock(rq);
1293
1294         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1295                 sched_info_queued(rq, p);
1296                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1297         }
1298
1299         uclamp_rq_inc(rq, p);
1300         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1301 }
1302
1303 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1304 {
1305         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1306                 update_rq_clock(rq);
1307
1308         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1309                 sched_info_dequeued(rq, p);
1310                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1311         }
1312
1313         uclamp_rq_dec(rq, p);
1314         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1315 }
1316
1317 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1318 {
1319         if (task_contributes_to_load(p))
1320                 rq->nr_uninterruptible--;
1321
1322         enqueue_task(rq, p, flags);
1323
1324         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1325 }
1326
1327 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1328 {
1329         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1330
1331         if (task_contributes_to_load(p))
1332                 rq->nr_uninterruptible++;
1333
1334         dequeue_task(rq, p, flags);
1335 }
1336
1337 /*
1338  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1339  */
1340 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1341 {
1342         return p->static_prio;
1343 }
1344
1345 /*
1346  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1347  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1348  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1349  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1350  * estimator recalculates.
1351  */
1352 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1353 {
1354         int prio;
1355
1356         if (task_has_dl_policy(p))
1357                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1358         else if (task_has_rt_policy(p))
1359                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1360         else
1361                 prio = __normal_prio(p);
1362         return prio;
1363 }
1364
1365 /*
1366  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1367  * taken into account by the scheduler. This value might
1368  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1369  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1370  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1371  */
1372 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1373 {
1374         p->normal_prio = normal_prio(p);
1375         /*
1376          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1377          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1378          * to the normal priority:
1379          */
1380         if (!rt_prio(p->prio))
1381                 return p->normal_prio;
1382         return p->prio;
1383 }
1384
1385 /**
1386  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1387  * @p: the task in question.
1388  *
1389  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1390  */
1391 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1392 {
1393         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1394 }
1395
1396 /*
1397  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1398  * use the balance_callback list if you want balancing.
1399  *
1400  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1401  * balance_callback().
1402  */
1403 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1404                                        const struct sched_class *prev_class,
1405                                        int oldprio)
1406 {
1407         if (prev_class != p->sched_class) {
1408                 if (prev_class->switched_from)
1409                         prev_class->switched_from(rq, p);
1410
1411                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1412         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1413                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1414 }
1415
1416 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1417 {
1418         const struct sched_class *class;
1419
1420         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1421                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1422         } else {
1423                 for_each_class(class) {
1424                         if (class == rq->curr->sched_class)
1425                                 break;
1426                         if (class == p->sched_class) {
1427                                 resched_curr(rq);
1428                                 break;
1429                         }
1430                 }
1431         }
1432
1433         /*
1434          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1435          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1436          */
1437         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1438                 rq_clock_skip_update(rq);
1439 }
1440
1441 #ifdef CONFIG_SMP
1442
1443 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
1444 {
1445         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
1446                 return false;
1447
1448         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
1449                 return false;
1450
1451         return true;
1452 }
1453
1454 /*
1455  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1456  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1457  */
1458 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1459 {
1460         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1461                 return false;
1462
1463         if (is_per_cpu_kthread(p))
1464                 return cpu_online(cpu);
1465
1466         return cpu_active(cpu);
1467 }
1468
1469 /*
1470  * This is how migration works:
1471  *
1472  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1473  *    stop_one_cpu().
1474  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1475  *    off the CPU)
1476  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1477  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1478  *    it and puts it into the right queue.
1479  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1480  *    is done.
1481  */
1482
1483 /*
1484  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1485  *
1486  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1487  */
1488 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1489                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1490 {
1491         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1492
1493         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1494         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1495         set_task_cpu(p, new_cpu);
1496         rq_unlock(rq, rf);
1497
1498         rq = cpu_rq(new_cpu);
1499
1500         rq_lock(rq, rf);
1501         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1502         enqueue_task(rq, p, 0);
1503         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1504         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1505
1506         return rq;
1507 }
1508
1509 struct migration_arg {
1510         struct task_struct *task;
1511         int dest_cpu;
1512 };
1513
1514 /*
1515  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1516  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1517  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1518  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1519  *
1520  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1521  * as the task is no longer on this CPU.
1522  */
1523 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1524                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1525 {
1526         /* Affinity changed (again). */
1527         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1528                 return rq;
1529
1530         update_rq_clock(rq);
1531         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1532
1533         return rq;
1534 }
1535
1536 /*
1537  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1538  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1539  * 'pushing' onto another runqueue.
1540  */
1541 static int migration_cpu_stop(void *data)
1542 {
1543         struct migration_arg *arg = data;
1544         struct task_struct *p = arg->task;
1545         struct rq *rq = this_rq();
1546         struct rq_flags rf;
1547
1548         /*
1549          * The original target CPU might have gone down and we might
1550          * be on another CPU but it doesn't matter.
1551          */
1552         local_irq_disable();
1553         /*
1554          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1555          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1556          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1557          */
1558         sched_ttwu_pending();
1559
1560         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1561         rq_lock(rq, &rf);
1562         /*
1563          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1564          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1565          * we're holding p->pi_lock.
1566          */
1567         if (task_rq(p) == rq) {
1568                 if (task_on_rq_queued(p))
1569                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1570                 else
1571                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1572         }
1573         rq_unlock(rq, &rf);
1574         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1575
1576         local_irq_enable();
1577         return 0;
1578 }
1579
1580 /*
1581  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1582  * actually call this function.
1583  */
1584 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1585 {
1586         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1587         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1588 }
1589
1590 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1591 {
1592         struct rq *rq = task_rq(p);
1593         bool queued, running;
1594
1595         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1596
1597         queued = task_on_rq_queued(p);
1598         running = task_current(rq, p);
1599
1600         if (queued) {
1601                 /*
1602                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1603                  * holding rq->lock.
1604                  */
1605                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1606                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1607         }
1608         if (running)
1609                 put_prev_task(rq, p);
1610
1611         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1612
1613         if (queued)
1614                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1615         if (running)
1616                 set_next_task(rq, p);
1617 }
1618
1619 /*
1620  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1621  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1622  * is removed from the allowed bitmask.
1623  *
1624  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1625  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1626  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1627  */
1628 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1629                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1630 {
1631         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1632         unsigned int dest_cpu;
1633         struct rq_flags rf;
1634         struct rq *rq;
1635         int ret = 0;
1636
1637         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1638         update_rq_clock(rq);
1639
1640         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1641                 /*
1642                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1643                  */
1644                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1645         }
1646
1647         /*
1648          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1649          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1650          */
1651         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1652                 ret = -EINVAL;
1653                 goto out;
1654         }
1655
1656         if (cpumask_equal(p->cpus_ptr, new_mask))
1657                 goto out;
1658
1659         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1660                 ret = -EINVAL;
1661                 goto out;
1662         }
1663
1664         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1665
1666         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1667                 /*
1668                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1669                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1670                  */
1671                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1672                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1673                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1674         }
1675
1676         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1677         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1678                 goto out;
1679
1680         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1681         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1682                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1683                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1684                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1685                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1686                 return 0;
1687         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1688                 /*
1689                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1690                  * afterwards anyway.
1691                  */
1692                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1693         }
1694 out:
1695         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1696
1697         return ret;
1698 }
1699
1700 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1701 {
1702         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1703 }
1704 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1705
1706 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1707 {
1708 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1709         /*
1710          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1711          * ttwu() will sort out the placement.
1712          */
1713         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1714                         !p->on_rq);
1715
1716         /*
1717          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1718          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1719          * time relying on p->on_rq.
1720          */
1721         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1722                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1723                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1724
1725 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1726         /*
1727          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1728          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1729          *
1730          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1731          * see task_group().
1732          *
1733          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1734          * task_rq_lock().
1735          */
1736         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1737                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1738 #endif
1739         /*
1740          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1741          */
1742         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1743 #endif
1744
1745         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1746
1747         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1748                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1749                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1750                 p->se.nr_migrations++;
1751                 rseq_migrate(p);
1752                 perf_event_task_migrate(p);
1753         }
1754
1755         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1756 }
1757
1758 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1759 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1760 {
1761         if (task_on_rq_queued(p)) {
1762                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1763                 struct rq_flags srf, drf;
1764
1765                 src_rq = task_rq(p);
1766                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1767
1768                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1769                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1770
1771                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1772                 set_task_cpu(p, cpu);
1773                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1774                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1775
1776                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1777                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1778
1779         } else {
1780                 /*
1781                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1782                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1783                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1784                  */
1785                 p->wake_cpu = cpu;
1786         }
1787 }
1788
1789 struct migration_swap_arg {
1790         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1791         int src_cpu, dst_cpu;
1792 };
1793
1794 static int migrate_swap_stop(void *data)
1795 {
1796         struct migration_swap_arg *arg = data;
1797         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1798         int ret = -EAGAIN;
1799
1800         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1801                 return -EAGAIN;
1802
1803         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1804         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1805
1806         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1807                         &arg->dst_task->pi_lock);
1808         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1809
1810         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1811                 goto unlock;
1812
1813         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1814                 goto unlock;
1815
1816         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1817                 goto unlock;
1818
1819         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1820                 goto unlock;
1821
1822         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1823         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1824
1825         ret = 0;
1826
1827 unlock:
1828         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1829         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1830         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1831
1832         return ret;
1833 }
1834
1835 /*
1836  * Cross migrate two tasks
1837  */
1838 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1839                 int target_cpu, int curr_cpu)
1840 {
1841         struct migration_swap_arg arg;
1842         int ret = -EINVAL;
1843
1844         arg = (struct migration_swap_arg){
1845                 .src_task = cur,
1846                 .src_cpu = curr_cpu,
1847                 .dst_task = p,
1848                 .dst_cpu = target_cpu,
1849         };
1850
1851         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1852                 goto out;
1853
1854         /*
1855          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1856          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1857          */
1858         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1859                 goto out;
1860
1861         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1862                 goto out;
1863
1864         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1865                 goto out;
1866
1867         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1868         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1869
1870 out:
1871         return ret;
1872 }
1873 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1874
1875 /*
1876  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1877  *
1878  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1879  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1880  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1881  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1882  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1883  * @p has remained unscheduled the whole time.
1884  *
1885  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1886  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1887  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1888  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1889  * waiting to become inactive.
1890  */
1891 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1892 {
1893         int running, queued;
1894         struct rq_flags rf;
1895         unsigned long ncsw;
1896         struct rq *rq;
1897
1898         for (;;) {
1899                 /*
1900                  * We do the initial early heuristics without holding
1901                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1902                  * the runqueue lock when things look like they will
1903                  * work out!
1904                  */
1905                 rq = task_rq(p);
1906
1907                 /*
1908                  * If the task is actively running on another CPU
1909                  * still, just relax and busy-wait without holding
1910                  * any locks.
1911                  *
1912                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1913                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1914                  * But we don't care, since "task_running()" will
1915                  * return false if the runqueue has changed and p
1916                  * is actually now running somewhere else!
1917                  */
1918                 while (task_running(rq, p)) {
1919                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1920                                 return 0;
1921                         cpu_relax();
1922                 }
1923
1924                 /*
1925                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1926                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1927                  * just go back and repeat.
1928                  */
1929                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1930                 trace_sched_wait_task(p);
1931                 running = task_running(rq, p);
1932                 queued = task_on_rq_queued(p);
1933                 ncsw = 0;
1934                 if (!match_state || p->state == match_state)
1935                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1936                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1937
1938                 /*
1939                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1940                  */
1941                 if (unlikely(!ncsw))
1942                         break;
1943
1944                 /*
1945                  * Was it really running after all now that we
1946                  * checked with the proper locks actually held?
1947                  *
1948                  * Oops. Go back and try again..
1949                  */
1950                 if (unlikely(running)) {
1951                         cpu_relax();
1952                         continue;
1953                 }
1954
1955                 /*
1956                  * It's not enough that it's not actively running,
1957                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1958                  * preempted!
1959                  *
1960                  * So if it was still runnable (but just not actively
1961                  * running right now), it's preempted, and we should
1962                  * yield - it could be a while.
1963                  */
1964                 if (unlikely(queued)) {
1965                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1966
1967                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1968                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1969                         continue;
1970                 }
1971
1972                 /*
1973                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1974                  * runnable, which means that it will never become
1975                  * running in the future either. We're all done!
1976                  */
1977                 break;
1978         }
1979
1980         return ncsw;
1981 }
1982
1983 /***
1984  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1985  * @p: the to-be-kicked thread
1986  *
1987  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1988  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1989  *
1990  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1991  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1992  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1993  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1994  * achieved as well.
1995  */
1996 void kick_process(struct task_struct *p)
1997 {
1998         int cpu;
1999
2000         preempt_disable();
2001         cpu = task_cpu(p);
2002         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
2003                 smp_send_reschedule(cpu);
2004         preempt_enable();
2005 }
2006 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
2007
2008 /*
2009  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
2010  *
2011  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
2012  *
2013  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
2014  *
2015  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
2016  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
2017  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
2018  *    see it.
2019  *
2020  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
2021  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
2022  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
2023  *    off.
2024  *
2025  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
2026  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
2027  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
2028  * to satisfy the above rules.
2029  */
2030 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
2031 {
2032         int nid = cpu_to_node(cpu);
2033         const struct cpumask *nodemask = NULL;
2034         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
2035         int dest_cpu;
2036
2037         /*
2038          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
2039          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
2040          * select the CPU on the other node.
2041          */
2042         if (nid != -1) {
2043                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
2044
2045                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
2046                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
2047                         if (!cpu_active(dest_cpu))
2048                                 continue;
2049                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
2050                                 return dest_cpu;
2051                 }
2052         }
2053
2054         for (;;) {
2055                 /* Any allowed, online CPU? */
2056                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
2057                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
2058                                 continue;
2059
2060                         goto out;
2061                 }
2062
2063                 /* No more Mr. Nice Guy. */
2064                 switch (state) {
2065                 case cpuset:
2066                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
2067                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
2068                                 state = possible;
2069                                 break;
2070                         }
2071                         /* Fall-through */
2072                 case possible:
2073                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
2074                         state = fail;
2075                         break;
2076
2077                 case fail:
2078                         BUG();
2079                         break;
2080                 }
2081         }
2082
2083 out:
2084         if (state != cpuset) {
2085                 /*
2086                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
2087                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
2088                  * leave kernel.
2089                  */
2090                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
2091                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
2092                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
2093                 }
2094         }
2095
2096         return dest_cpu;
2097 }
2098
2099 /*
2100  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
2101  */
2102 static inline
2103 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
2104 {
2105         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
2106
2107         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
2108                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
2109         else
2110                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
2111
2112         /*
2113          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
2114          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
2115          * CPU.
2116          *
2117          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
2118          *
2119          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2120          *   not worry about this generic constraint ]
2121          */
2122         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2123                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2124
2125         return cpu;
2126 }
2127
2128 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2129 {
2130         s64 diff = sample - *avg;
2131         *avg += diff >> 3;
2132 }
2133
2134 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2135 {
2136         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2137         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2138
2139         if (stop) {
2140                 /*
2141                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2142                  * userspace knows about and won't get confused about.
2143                  *
2144                  * Also, it will make PI more or less work without too
2145                  * much confusion -- but then, stop work should not
2146                  * rely on PI working anyway.
2147                  */
2148                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2149
2150                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2151         }
2152
2153         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2154
2155         if (old_stop) {
2156                 /*
2157                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2158                  * it can die in pieces.
2159                  */
2160                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2161         }
2162 }
2163
2164 #else
2165
2166 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2167                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2168 {
2169         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2170 }
2171
2172 #endif /* CONFIG_SMP */
2173
2174 static void
2175 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2176 {
2177         struct rq *rq;
2178
2179         if (!schedstat_enabled())
2180                 return;
2181
2182         rq = this_rq();
2183
2184 #ifdef CONFIG_SMP
2185         if (cpu == rq->cpu) {
2186                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2187                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2188         } else {
2189                 struct sched_domain *sd;
2190
2191                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2192                 rcu_read_lock();
2193                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2194                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2195                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2196                                 break;
2197                         }
2198                 }
2199                 rcu_read_unlock();
2200         }
2201
2202         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2203                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2204 #endif /* CONFIG_SMP */
2205
2206         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2207         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2208
2209         if (wake_flags & WF_SYNC)
2210                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2211 }
2212
2213 /*
2214  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2215  */
2216 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2217                            struct rq_flags *rf)
2218 {
2219         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2220         p->state = TASK_RUNNING;
2221         trace_sched_wakeup(p);
2222
2223 #ifdef CONFIG_SMP
2224         if (p->sched_class->task_woken) {
2225                 /*
2226                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2227                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2228                  */
2229                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2230                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2231                 rq_repin_lock(rq, rf);
2232         }
2233
2234         if (rq->idle_stamp) {
2235                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2236                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2237
2238                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2239
2240                 if (rq->avg_idle > max)
2241                         rq->avg_idle = max;
2242
2243                 rq->idle_stamp = 0;
2244         }
2245 #endif
2246 }
2247
2248 static void
2249 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2250                  struct rq_flags *rf)
2251 {
2252         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2253
2254         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2255
2256 #ifdef CONFIG_SMP
2257         if (p->sched_contributes_to_load)
2258                 rq->nr_uninterruptible--;
2259
2260         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2261                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2262 #endif
2263
2264         activate_task(rq, p, en_flags);
2265         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2266 }
2267
2268 /*
2269  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2270  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2271  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2272  * the task is still ->on_rq.
2273  */
2274 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2275 {
2276         struct rq_flags rf;
2277         struct rq *rq;
2278         int ret = 0;
2279
2280         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2281         if (task_on_rq_queued(p)) {
2282                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2283                 update_rq_clock(rq);
2284                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2285                 ret = 1;
2286         }
2287         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2288
2289         return ret;
2290 }
2291
2292 #ifdef CONFIG_SMP
2293 void sched_ttwu_pending(void)
2294 {
2295         struct rq *rq = this_rq();
2296         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2297         struct task_struct *p, *t;
2298         struct rq_flags rf;
2299
2300         if (!llist)
2301                 return;
2302
2303         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2304         update_rq_clock(rq);
2305
2306         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2307                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2308
2309         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2310 }
2311
2312 void scheduler_ipi(void)
2313 {
2314         /*
2315          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2316          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2317          * this IPI.
2318          */
2319         preempt_fold_need_resched();
2320
2321         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2322                 return;
2323
2324         /*
2325          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2326          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2327          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2328          * we do call them.
2329          *
2330          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2331          * properly.
2332          *
2333          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2334          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2335          * somewhat pessimize the simple resched case.
2336          */
2337         irq_enter();
2338         sched_ttwu_pending();
2339
2340         /*
2341          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2342          */
2343         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2344                 this_rq()->idle_balance = 1;
2345                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2346         }
2347         irq_exit();
2348 }
2349
2350 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2351 {
2352         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2353
2354         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2355
2356         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2357                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2358                         smp_send_reschedule(cpu);
2359                 else
2360                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2361         }
2362 }
2363
2364 void wake_up_if_idle(int cpu)
2365 {
2366         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2367         struct rq_flags rf;
2368
2369         rcu_read_lock();
2370
2371         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2372                 goto out;
2373
2374         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2375                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2376         } else {
2377                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2378                 if (is_idle_task(rq->curr))
2379                         smp_send_reschedule(cpu);
2380                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2381                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2382         }
2383
2384 out:
2385         rcu_read_unlock();
2386 }
2387
2388 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2389 {
2390         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2391 }
2392 #endif /* CONFIG_SMP */
2393
2394 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2395 {
2396         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2397         struct rq_flags rf;
2398
2399 #if defined(CONFIG_SMP)
2400         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2401                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2402                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2403                 return;
2404         }
2405 #endif
2406
2407         rq_lock(rq, &rf);
2408         update_rq_clock(rq);
2409         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2410         rq_unlock(rq, &rf);
2411 }
2412
2413 /*
2414  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2415  *
2416  *  MIGRATION
2417  *
2418  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2419  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2420  * execution on its new CPU [c1].
2421  *
2422  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2423  *
2424  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2425  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2426  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2427  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2428  *
2429  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2430  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2431  *
2432  * Example:
2433  *
2434  *   CPU0            CPU1            CPU2
2435  *
2436  *   LOCK rq(0)->lock
2437  *   sched-out X
2438  *   sched-in Y
2439  *   UNLOCK rq(0)->lock
2440  *
2441  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2442  *                                   dequeue X
2443  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2444  *
2445  *                                   LOCK rq(1)->lock
2446  *                                   enqueue X
2447  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2448  *
2449  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2450  *                   sched-out Z
2451  *                   sched-in X
2452  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2453  *
2454  *
2455  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2456  *
2457  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2458  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2459  * chain to provide order. Instead we do:
2460  *
2461  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2462  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2463  *
2464  * Example:
2465  *
2466  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2467  *
2468  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2469  *   dequeue X
2470  *   sched-out X
2471  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2472  *
2473  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2474  *                    X->state = WAKING
2475  *                    set_task_cpu(X,2)
2476  *
2477  *                    LOCK rq(2)->lock
2478  *                    enqueue X
2479  *                    X->state = RUNNING
2480  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2481  *
2482  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2483  *                                          sched-out Z
2484  *                                          sched-in X
2485  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2486  *
2487  *                    UNLOCK X->pi_lock
2488  *   UNLOCK rq(0)->lock
2489  *
2490  *
2491  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2492  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2493  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2494  */
2495
2496 /**
2497  * try_to_wake_up - wake up a thread
2498  * @p: the thread to be awakened
2499  * @state: the mask of task states that can be woken
2500  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2501  *
2502  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2503  *
2504  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2505  *
2506  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2507  * set_current_state().
2508  *
2509  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2510  * state; see set_current_state().
2511  *
2512  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2513  *         %false otherwise.
2514  */
2515 static int
2516 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2517 {
2518         unsigned long flags;
2519         int cpu, success = 0;
2520
2521         preempt_disable();
2522         if (p == current) {
2523                 /*
2524                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2525                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2526                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2527                  * without taking any locks.
2528                  *
2529                  * In particular:
2530                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2531                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2532                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2533                  */
2534                 if (!(p->state & state))
2535                         goto out;
2536
2537                 success = 1;
2538                 cpu = task_cpu(p);
2539                 trace_sched_waking(p);
2540                 p->state = TASK_RUNNING;
2541                 trace_sched_wakeup(p);
2542                 goto out;
2543         }
2544
2545         /*
2546          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2547          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2548          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2549          * set_current_state() the waiting thread does.
2550          */
2551         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2552         smp_mb__after_spinlock();
2553         if (!(p->state & state))
2554                 goto unlock;
2555
2556         trace_sched_waking(p);
2557
2558         /* We're going to change ->state: */
2559         success = 1;
2560         cpu = task_cpu(p);
2561
2562         /*
2563          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2564          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2565          * in smp_cond_load_acquire() below.
2566          *
2567          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2568          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2569          *   UNLOCK rq->lock
2570          *
2571          * __schedule() (switch to task 'p')
2572          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2573          *   smp_mb__after_spinlock();
2574          *   UNLOCK rq->lock
2575          *
2576          * [task p]
2577          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2578          *
2579          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2580          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2581          */
2582         smp_rmb();
2583         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2584                 goto unlock;
2585
2586 #ifdef CONFIG_SMP
2587         /*
2588          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2589          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2590          *
2591          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2592          * from the runqueue.
2593          *
2594          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2595          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2596          *   UNLOCK rq->lock
2597          *
2598          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2599          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2600          *   smp_mb__after_spinlock();
2601          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2602          *
2603          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2604          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2605          */
2606         smp_rmb();
2607
2608         /*
2609          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2610          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2611          *
2612          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2613          *
2614          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2615          * their previous state and preserve Program Order.
2616          */
2617         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2618
2619         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2620         p->state = TASK_WAKING;
2621
2622         if (p->in_iowait) {
2623                 delayacct_blkio_end(p);
2624                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2625         }
2626
2627         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2628         if (task_cpu(p) != cpu) {
2629                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2630                 psi_ttwu_dequeue(p);
2631                 set_task_cpu(p, cpu);
2632         }
2633
2634 #else /* CONFIG_SMP */
2635
2636         if (p->in_iowait) {
2637                 delayacct_blkio_end(p);
2638                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2639         }
2640
2641 #endif /* CONFIG_SMP */
2642
2643         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2644 unlock:
2645         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2646 out:
2647         if (success)
2648                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2649         preempt_enable();
2650
2651         return success;
2652 }
2653
2654 /**
2655  * wake_up_process - Wake up a specific process
2656  * @p: The process to be woken up.
2657  *
2658  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2659  * processes.
2660  *
2661  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2662  *
2663  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2664  */
2665 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2666 {
2667         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2668 }
2669 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2670
2671 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2672 {
2673         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2674 }
2675
2676 /*
2677  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2678  * p is forked by current.
2679  *
2680  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2681  */
2682 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2683 {
2684         p->on_rq                        = 0;
2685
2686         p->se.on_rq                     = 0;
2687         p->se.exec_start                = 0;
2688         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2689         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2690         p->se.nr_migrations             = 0;
2691         p->se.vruntime                  = 0;
2692         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2693
2694 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2695         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2696 #endif
2697
2698 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2699         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2700         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2701 #endif
2702
2703         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2704         init_dl_task_timer(&p->dl);
2705         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2706         __dl_clear_params(p);
2707
2708         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2709         p->rt.timeout           = 0;
2710         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2711         p->rt.on_rq             = 0;
2712         p->rt.on_list           = 0;
2713
2714 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2715         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2716 #endif
2717
2718 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2719         p->capture_control = NULL;
2720 #endif
2721         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2722 }
2723
2724 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2725
2726 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2727
2728 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2729 {
2730         if (enabled)
2731                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2732         else
2733                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2734 }
2735
2736 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2737 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2738                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2739 {
2740         struct ctl_table t;
2741         int err;
2742         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2743
2744         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2745                 return -EPERM;
2746
2747         t = *table;
2748         t.data = &state;
2749         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2750         if (err < 0)
2751                 return err;
2752         if (write)
2753                 set_numabalancing_state(state);
2754         return err;
2755 }
2756 #endif
2757 #endif
2758
2759 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2760
2761 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2762 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2763
2764 static void set_schedstats(bool enabled)
2765 {
2766         if (enabled)
2767                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2768         else
2769                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2770 }
2771
2772 void force_schedstat_enabled(void)
2773 {
2774         if (!schedstat_enabled()) {
2775                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2776                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2777         }
2778 }
2779
2780 static int __init setup_schedstats(char *str)
2781 {
2782         int ret = 0;
2783         if (!str)
2784                 goto out;
2785
2786         /*
2787          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2788          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2789          * variable so init_schedstats() can do it later.
2790          */
2791         if (!strcmp(str, "enable")) {
2792                 __sched_schedstats = true;
2793                 ret = 1;
2794         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2795                 __sched_schedstats = false;
2796                 ret = 1;
2797         }
2798 out:
2799         if (!ret)
2800                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2801
2802         return ret;
2803 }
2804 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2805
2806 static void __init init_schedstats(void)
2807 {
2808         set_schedstats(__sched_schedstats);
2809 }
2810
2811 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2812 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2813                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2814 {
2815         struct ctl_table t;
2816         int err;
2817         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2818
2819         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2820                 return -EPERM;
2821
2822         t = *table;
2823         t.data = &state;
2824         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2825         if (err < 0)
2826                 return err;
2827         if (write)
2828                 set_schedstats(state);
2829         return err;
2830 }
2831 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2832 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2833 static inline void init_schedstats(void) {}
2834 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2835
2836 /*
2837  * fork()/clone()-time setup:
2838  */
2839 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2840 {
2841         unsigned long flags;
2842
2843         __sched_fork(clone_flags, p);
2844         /*
2845          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2846          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2847          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2848          */
2849         p->state = TASK_NEW;
2850
2851         /*
2852          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2853          */
2854         p->prio = current->normal_prio;
2855
2856         uclamp_fork(p);
2857
2858         /*
2859          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2860          */
2861         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2862                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2863                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2864                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2865                         p->rt_priority = 0;
2866                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2867                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2868
2869                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2870                 set_load_weight(p, false);
2871
2872                 /*
2873                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2874                  * fulfilled its duty:
2875                  */
2876                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2877         }
2878
2879         if (dl_prio(p->prio))
2880                 return -EAGAIN;
2881         else if (rt_prio(p->prio))
2882                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2883         else
2884                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2885
2886         init_entity_runnable_average(&p->se);
2887
2888         /*
2889          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2890          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2891          * is ran before sched_fork().
2892          *
2893          * Silence PROVE_RCU.
2894          */
2895         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2896         /*
2897          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2898          * so use __set_task_cpu().
2899          */
2900         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2901         if (p->sched_class->task_fork)
2902                 p->sched_class->task_fork(p);
2903         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2904
2905 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2906         if (likely(sched_info_on()))
2907                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2908 #endif
2909 #if defined(CONFIG_SMP)
2910         p->on_cpu = 0;
2911 #endif
2912         init_task_preempt_count(p);
2913 #ifdef CONFIG_SMP
2914         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2915         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2916 #endif
2917         return 0;
2918 }
2919
2920 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2921 {
2922         if (runtime == RUNTIME_INF)
2923                 return BW_UNIT;
2924
2925         /*
2926          * Doing this here saves a lot of checks in all
2927          * the calling paths, and returning zero seems
2928          * safe for them anyway.
2929          */
2930         if (period == 0)
2931                 return 0;
2932
2933         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2934 }
2935
2936 /*
2937  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2938  *
2939  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2940  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2941  * on the runqueue and wakes it.
2942  */
2943 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2944 {
2945         struct rq_flags rf;
2946         struct rq *rq;
2947
2948         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2949         p->state = TASK_RUNNING;
2950 #ifdef CONFIG_SMP
2951         /*
2952          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2953          *  - cpus_ptr can change in the fork path
2954          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2955          *
2956          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2957          * as we're not fully set-up yet.
2958          */
2959         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2960         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2961 #endif
2962         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2963         update_rq_clock(rq);
2964         post_init_entity_util_avg(p);
2965
2966         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2967         trace_sched_wakeup_new(p);
2968         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2969 #ifdef CONFIG_SMP
2970         if (p->sched_class->task_woken) {
2971                 /*
2972                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2973                  * drop it.
2974                  */
2975                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2976                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2977                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2978         }
2979 #endif
2980         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2981 }
2982
2983 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2984
2985 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2986
2987 void preempt_notifier_inc(void)
2988 {
2989         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2990 }
2991 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2992
2993 void preempt_notifier_dec(void)
2994 {
2995         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2996 }
2997 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2998
2999 /**
3000  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
3001  * @notifier: notifier struct to register
3002  */
3003 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
3004 {
3005         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3006                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
3007
3008         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
3009 }
3010 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
3011
3012 /**
3013  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
3014  * @notifier: notifier struct to unregister
3015  *
3016  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
3017  */
3018 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
3019 {
3020         hlist_del(&notifier->link);
3021 }
3022 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
3023
3024 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3025 {
3026         struct preempt_notifier *notifier;
3027
3028         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3029                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
3030 }
3031
3032 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3033 {
3034         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3035                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
3036 }
3037
3038 static void
3039 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3040                                    struct task_struct *next)
3041 {
3042         struct preempt_notifier *notifier;
3043
3044         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
3045                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
3046 }
3047
3048 static __always_inline void
3049 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3050                                  struct task_struct *next)
3051 {
3052         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
3053                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
3054 }
3055
3056 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3057
3058 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
3059 {
3060 }
3061
3062 static inline void
3063 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
3064                                  struct task_struct *next)
3065 {
3066 }
3067
3068 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
3069
3070 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
3071 {
3072 #ifdef CONFIG_SMP
3073         /*
3074          * Claim the task as running, we do this before switching to it
3075          * such that any running task will have this set.
3076          */
3077         next->on_cpu = 1;
3078 #endif
3079 }
3080
3081 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
3082 {
3083 #ifdef CONFIG_SMP
3084         /*
3085          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
3086          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
3087          * finished.
3088          *
3089          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
3090          * happen before this.
3091          *
3092          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
3093          */
3094         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
3095 #endif
3096 }
3097
3098 static inline void
3099 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3100 {
3101         /*
3102          * Since the runqueue lock will be released by the next
3103          * task (which is an invalid locking op but in the case
3104          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
3105          * do an early lockdep release here:
3106          */
3107         rq_unpin_lock(rq, rf);
3108         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
3109 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
3110         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
3111         rq->lock.owner = next;
3112 #endif
3113 }
3114
3115 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
3116 {
3117         /*
3118          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3119          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3120          * prev into current:
3121          */
3122         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3123         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3124 }
3125
3126 /*
3127  * NOP if the arch has not defined these:
3128  */
3129
3130 #ifndef prepare_arch_switch
3131 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3132 #endif
3133
3134 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3135 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3136 #endif
3137
3138 /**
3139  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3140  * @rq: the runqueue preparing to switch
3141  * @prev: the current task that is being switched out
3142  * @next: the task we are going to switch to.
3143  *
3144  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3145  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3146  * switch.
3147  *
3148  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3149  * hooks.
3150  */
3151 static inline void
3152 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3153                     struct task_struct *next)
3154 {
3155         kcov_prepare_switch(prev);
3156         sched_info_switch(rq, prev, next);
3157         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3158         rseq_preempt(prev);
3159         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3160         prepare_task(next);
3161         prepare_arch_switch(next);
3162 }
3163
3164 /**
3165  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3166  * @prev: the thread we just switched away from.
3167  *
3168  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3169  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3170  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3171  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3172  *
3173  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3174  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3175  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3176  * details.)
3177  *
3178  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3179  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3180  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3181  * because prev may have moved to another CPU.
3182  */
3183 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3184         __releases(rq->lock)
3185 {
3186         struct rq *rq = this_rq();
3187         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3188         long prev_state;
3189
3190         /*
3191          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3192          * because it left us after:
3193          *
3194          *      schedule()
3195          *        preempt_disable();                    // 1
3196          *        __schedule()
3197          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3198          *
3199          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3200          */
3201         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3202                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3203                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3204                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3205
3206         rq->prev_mm = NULL;
3207
3208         /*
3209          * A task struct has one reference for the use as "current".
3210          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3211          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3212          * the scheduled task must drop that reference.
3213          *
3214          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3215          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3216          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3217          * transition, resulting in a double drop.
3218          */
3219         prev_state = prev->state;
3220         vtime_task_switch(prev);
3221         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3222         finish_task(prev);
3223         finish_lock_switch(rq);
3224         finish_arch_post_lock_switch();
3225         kcov_finish_switch(current);
3226
3227         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3228         /*
3229          * When switching through a kernel thread, the loop in
3230          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3231          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3232          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3233          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3234          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3235          *
3236          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3237          *   provided by mmdrop(),
3238          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3239          */
3240         if (mm) {
3241                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3242                 mmdrop(mm);
3243         }
3244         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3245                 if (prev->sched_class->task_dead)
3246                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3247
3248                 /*
3249                  * Remove function-return probe instances associated with this
3250                  * task and put them back on the free list.
3251                  */
3252                 kprobe_flush_task(prev);
3253
3254                 /* Task is done with its stack. */
3255                 put_task_stack(prev);
3256
3257                 put_task_struct(prev);
3258         }
3259
3260         tick_nohz_task_switch();
3261         return rq;
3262 }
3263
3264 #ifdef CONFIG_SMP
3265
3266 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3267 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3268 {
3269         struct callback_head *head, *next;
3270         void (*func)(struct rq *rq);
3271         unsigned long flags;
3272
3273         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3274         head = rq->balance_callback;
3275         rq->balance_callback = NULL;
3276         while (head) {
3277                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3278                 next = head->next;
3279                 head->next = NULL;
3280                 head = next;
3281
3282                 func(rq);
3283         }
3284         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3285 }
3286
3287 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3288 {
3289         if (unlikely(rq->balance_callback))
3290                 __balance_callback(rq);
3291 }
3292
3293 #else
3294
3295 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3296 {
3297 }
3298
3299 #endif
3300
3301 /**
3302  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3303  * @prev: the thread we just switched away from.
3304  */
3305 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3306         __releases(rq->lock)
3307 {
3308         struct rq *rq;
3309
3310         /*
3311          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3312          * finish_task_switch() for details.
3313          *
3314          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3315          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3316          * PREEMPT_COUNT kernels).
3317          */
3318
3319         rq = finish_task_switch(prev);
3320         balance_callback(rq);
3321         preempt_enable();
3322
3323         if (current->set_child_tid)
3324                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3325
3326         calculate_sigpending();
3327 }
3328
3329 /*
3330  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3331  */
3332 static __always_inline struct rq *
3333 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3334                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3335 {
3336         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3337
3338         /*
3339          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3340          * combine the page table reload and the switch backend into
3341          * one hypercall.
3342          */
3343         arch_start_context_switch(prev);
3344
3345         /*
3346          * kernel -> kernel   lazy + transfer active
3347          *   user -> kernel   lazy + mmgrab() active
3348          *
3349          * kernel ->   user   switch + mmdrop() active
3350          *   user ->   user   switch
3351          */
3352         if (!next->mm) {                                // to kernel
3353                 enter_lazy_tlb(prev->active_mm, next);
3354
3355                 next->active_mm = prev->active_mm;
3356                 if (prev->mm)                           // from user
3357                         mmgrab(prev->active_mm);
3358                 else
3359                         prev->active_mm = NULL;
3360         } else {                                        // to user
3361                 /*
3362                  * sys_membarrier() requires an smp_mb() between setting
3363                  * rq->curr and returning to userspace.
3364                  *
3365                  * The below provides this either through switch_mm(), or in
3366                  * case 'prev->active_mm == next->mm' through
3367                  * finish_task_switch()'s mmdrop().
3368                  */
3369
3370                 switch_mm_irqs_off(prev->active_mm, next->mm, next);
3371
3372                 if (!prev->mm) {                        // from kernel
3373                         /* will mmdrop() in finish_task_switch(). */
3374                         rq->prev_mm = prev->active_mm;
3375                         prev->active_mm = NULL;
3376                 }
3377         }
3378
3379         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3380
3381         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3382
3383         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3384         switch_to(prev, next, prev);
3385         barrier();
3386
3387         return finish_task_switch(prev);
3388 }
3389
3390 /*
3391  * nr_running and nr_context_switches:
3392  *
3393  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3394  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3395  */
3396 unsigned long nr_running(void)
3397 {
3398         unsigned long i, sum = 0;
3399
3400         for_each_online_cpu(i)
3401                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3402
3403         return sum;
3404 }
3405
3406 /*
3407  * Check if only the current task is running on the CPU.
3408  *
3409  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3410  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3411  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3412  *
3413  * - from a non-preemptible section (of course)
3414  *
3415  * - from a thread that is bound to a single CPU
3416  *
3417  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3418  */
3419 bool single_task_running(void)
3420 {
3421         return raw_rq()->nr_running == 1;
3422 }
3423 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3424
3425 unsigned long long nr_context_switches(void)
3426 {
3427         int i;
3428         unsigned long long sum = 0;
3429
3430         for_each_possible_cpu(i)
3431                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3432
3433         return sum;
3434 }
3435
3436 /*
3437  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3438  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3439  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3440  * it does become runnable.
3441  */
3442
3443 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3444 {
3445         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3446 }
3447
3448 /*
3449  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3450  *
3451  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3452  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3453  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3454  *
3455  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3456  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3457  * running and we'd not be idle.
3458  *
3459  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3460  * is broken.
3461  *
3462  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3463  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3464  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3465  * utilising both CPUs.
3466  *
3467  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3468  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3469  *
3470  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3471  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3472  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3473  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3474  *
3475  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3476  */
3477
3478 unsigned long nr_iowait(void)
3479 {
3480         unsigned long i, sum = 0;
3481
3482         for_each_possible_cpu(i)
3483                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3484
3485         return sum;
3486 }
3487
3488 #ifdef CONFIG_SMP
3489
3490 /*
3491  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3492  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3493  */
3494 void sched_exec(void)
3495 {
3496         struct task_struct *p = current;
3497         unsigned long flags;
3498         int dest_cpu;
3499
3500         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3501         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3502         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3503                 goto unlock;
3504
3505         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3506                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3507
3508                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3509                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3510                 return;
3511         }
3512 unlock:
3513         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3514 }
3515
3516 #endif
3517
3518 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3519 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3520
3521 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3522 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3523
3524 /*
3525  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3526  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3527  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3528  * Prefetching this data results in improved performance.
3529  */
3530 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3531 {
3532 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3533         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3534 #else
3535         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3536 #endif
3537         prefetch(curr);
3538         prefetch(&curr->exec_start);
3539 }
3540
3541 /*
3542  * Return accounted runtime for the task.
3543  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3544  * pending runtime that have not been accounted yet.
3545  */
3546 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3547 {
3548         struct rq_flags rf;
3549         struct rq *rq;
3550         u64 ns;
3551
3552 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3553         /*
3554          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3555          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3556          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3557          *
3558          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3559          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3560          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3561          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3562          * been accounted, so we're correct here as well.
3563          */
3564         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3565                 return p->se.sum_exec_runtime;
3566 #endif
3567
3568         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3569         /*
3570          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3571          * project cycles that may never be accounted to this
3572          * thread, breaking clock_gettime().
3573          */
3574         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3575                 prefetch_curr_exec_start(p);
3576                 update_rq_clock(rq);
3577                 p->sched_class->update_curr(rq);
3578         }
3579         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3580         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3581
3582         return ns;
3583 }
3584
3585 /*
3586  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3587  * We call it with interrupts disabled.
3588  */
3589 void scheduler_tick(void)
3590 {
3591         int cpu = smp_processor_id();
3592         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3593         struct task_struct *curr = rq->curr;
3594         struct rq_flags rf;
3595
3596         sched_clock_tick();
3597
3598         rq_lock(rq, &rf);
3599
3600         update_rq_clock(rq);
3601         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3602         calc_global_load_tick(rq);
3603         psi_task_tick(rq);
3604
3605         rq_unlock(rq, &rf);
3606
3607         perf_event_task_tick();
3608
3609 #ifdef CONFIG_SMP
3610         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3611         trigger_load_balance(rq);
3612 #endif
3613 }
3614
3615 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3616
3617 struct tick_work {
3618         int                     cpu;
3619         atomic_t                state;
3620         struct delayed_work     work;
3621 };
3622 /* Values for ->state, see diagram below. */
3623 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE       0
3624 #define TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING     1
3625 #define TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING       2
3626
3627 /*
3628  * State diagram for ->state:
3629  *
3630  *
3631  *          TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE
3632  *                    |   ^
3633  *                    |   |
3634  *                    |   | sched_tick_remote()
3635  *                    |   |
3636  *                    |   |
3637  *                    +--TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING
3638  *                    |   ^
3639  *                    |   |
3640  * sched_tick_start() |   | sched_tick_stop()
3641  *                    |   |
3642  *                    V   |
3643  *          TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING
3644  *
3645  *
3646  * Other transitions get WARN_ON_ONCE(), except that sched_tick_remote()
3647  * and sched_tick_start() are happy to leave the state in RUNNING.
3648  */
3649
3650 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3651
3652 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3653 {
3654         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3655         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3656         int cpu = twork->cpu;
3657         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3658         struct task_struct *curr;
3659         struct rq_flags rf;
3660         u64 delta;
3661         int os;
3662
3663         /*
3664          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3665          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3666          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3667          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3668          * of when exactly it is running.
3669          */
3670         if (idle_cpu(cpu) || !tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3671                 goto out_requeue;
3672
3673         rq_lock_irq(rq, &rf);
3674         curr = rq->curr;
3675         if (is_idle_task(curr) || cpu_is_offline(cpu))
3676                 goto out_unlock;
3677
3678         update_rq_clock(rq);
3679         delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3680
3681         /*
3682          * Make sure the next tick runs within a reasonable
3683          * amount of time.
3684          */
3685         WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3686         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3687
3688 out_unlock:
3689         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3690
3691 out_requeue:
3692         /*
3693          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3694          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3695          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.  But
3696          * first update state to reflect hotplug activity if required.
3697          */
3698         os = atomic_fetch_add_unless(&twork->state, -1, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3699         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE);
3700         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING)
3701                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3702 }
3703
3704 static void sched_tick_start(int cpu)
3705 {
3706         int os;
3707         struct tick_work *twork;
3708
3709         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3710                 return;
3711
3712         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3713
3714         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3715         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3716         WARN_ON_ONCE(os == TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3717         if (os == TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINE) {
3718                 twork->cpu = cpu;
3719                 INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3720                 queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3721         }
3722 }
3723
3724 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3725 static void sched_tick_stop(int cpu)
3726 {
3727         struct tick_work *twork;
3728         int os;
3729
3730         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3731                 return;
3732
3733         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3734
3735         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3736         /* There cannot be competing actions, but don't rely on stop-machine. */
3737         os = atomic_xchg(&twork->state, TICK_SCHED_REMOTE_OFFLINING);
3738         WARN_ON_ONCE(os != TICK_SCHED_REMOTE_RUNNING);
3739         /* Don't cancel, as this would mess up the state machine. */
3740 }
3741 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3742
3743 int __init sched_tick_offload_init(void)
3744 {
3745         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3746         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3747         return 0;
3748 }
3749
3750 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3751 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3752 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3753 #endif
3754
3755 #if defined(CONFIG_PREEMPTION) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3756                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3757 /*
3758  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3759  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3760  */
3761 static inline void preempt_latency_start(int val)
3762 {
3763         if (preempt_count() == val) {
3764                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3765 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3766                 current->preempt_disable_ip = ip;
3767 #endif
3768                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3769         }
3770 }
3771
3772 void preempt_count_add(int val)
3773 {
3774 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3775         /*
3776          * Underflow?
3777          */
3778         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3779                 return;
3780 #endif
3781         __preempt_count_add(val);
3782 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3783         /*
3784          * Spinlock count overflowing soon?
3785          */
3786         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3787                                 PREEMPT_MASK - 10);
3788 #endif
3789         preempt_latency_start(val);
3790 }
3791 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3792 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3793
3794 /*
3795  * If the value passed in equals to the current preempt count
3796  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3797  */
3798 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3799 {
3800         if (preempt_count() == val)
3801                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3802 }
3803
3804 void preempt_count_sub(int val)
3805 {
3806 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3807         /*
3808          * Underflow?
3809          */
3810         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3811                 return;
3812         /*
3813          * Is the spinlock portion underflowing?
3814          */
3815         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3816                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3817                 return;
3818 #endif
3819
3820         preempt_latency_stop(val);
3821         __preempt_count_sub(val);
3822 }
3823 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3824 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3825
3826 #else
3827 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3828 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3829 #endif
3830
3831 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3832 {
3833 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3834         return p->preempt_disable_ip;
3835 #else
3836         return 0;
3837 #endif
3838 }
3839
3840 /*
3841  * Print scheduling while atomic bug:
3842  */
3843 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3844 {
3845         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3846         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3847
3848         if (oops_in_progress)
3849                 return;
3850
3851         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3852                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3853
3854         debug_show_held_locks(prev);
3855         print_modules();
3856         if (irqs_disabled())
3857                 print_irqtrace_events(prev);
3858         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3859             && in_atomic_preempt_off()) {
3860                 pr_err("Preemption disabled at:");
3861                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3862                 pr_cont("\n");
3863         }
3864         if (panic_on_warn)
3865                 panic("scheduling while atomic\n");
3866
3867         dump_stack();
3868         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3869 }
3870
3871 /*
3872  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3873  */
3874 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev, bool preempt)
3875 {
3876 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3877         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3878                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3879 #endif
3880
3881 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
3882         if (!preempt && prev->state && prev->non_block_count) {
3883                 printk(KERN_ERR "BUG: scheduling in a non-blocking section: %s/%d/%i\n",
3884                         prev->comm, prev->pid, prev->non_block_count);
3885                 dump_stack();
3886                 add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3887         }
3888 #endif
3889
3890         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3891                 __schedule_bug(prev);
3892                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3893         }
3894         rcu_sleep_check();
3895
3896         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3897
3898         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3899 }
3900
3901 /*
3902  * Pick up the highest-prio task:
3903  */
3904 static inline struct task_struct *
3905 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3906 {
3907         const struct sched_class *class;
3908         struct task_struct *p;
3909
3910         /*
3911          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3912          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3913          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3914          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3915          */
3916         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3917                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3918                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3919
3920                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3921                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3922                         goto restart;
3923
3924                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3925                 if (unlikely(!p))
3926                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3927
3928                 return p;
3929         }
3930
3931 restart:
3932         /*
3933          * Ensure that we put DL/RT tasks before the pick loop, such that they
3934          * can PULL higher prio tasks when we lower the RQ 'priority'.
3935          */
3936         prev->sched_class->put_prev_task(rq, prev, rf);
3937         if (!rq->nr_running)
3938                 newidle_balance(rq, rf);
3939
3940         for_each_class(class) {
3941                 p = class->pick_next_task(rq, NULL, NULL);
3942                 if (p)
3943                         return p;
3944         }
3945
3946         /* The idle class should always have a runnable task: */
3947         BUG();
3948 }
3949
3950 /*
3951  * __schedule() is the main scheduler function.
3952  *
3953  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3954  *
3955  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3956  *
3957  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3958  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3959  *
3960  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3961  *      interrupt handler scheduler_tick().
3962  *
3963  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3964  *      task to the run-queue and that's it.
3965  *
3966  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3967  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3968  *      called on the nearest possible occasion:
3969  *
3970  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPTION=y):
3971  *
3972  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3973  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3974  *           spin_unlock()!)
3975  *
3976  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3977  *           preemptible context
3978  *
3979  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPTION is not set)
3980  *         then at the next:
3981  *
3982  *          - cond_resched() call
3983  *          - explicit schedule() call
3984  *          - return from syscall or exception to user-space
3985  *          - return from interrupt-handler to user-space
3986  *
3987  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3988  */
3989 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3990 {
3991         struct task_struct *prev, *next;
3992         unsigned long *switch_count;
3993         struct rq_flags rf;
3994         struct rq *rq;
3995         int cpu;
3996
3997         cpu = smp_processor_id();
3998         rq = cpu_rq(cpu);
3999         prev = rq->curr;
4000
4001         schedule_debug(prev, preempt);
4002
4003         if (sched_feat(HRTICK))
4004                 hrtick_clear(rq);
4005
4006         local_irq_disable();
4007         rcu_note_context_switch(preempt);
4008
4009         /*
4010          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
4011          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
4012          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
4013          *
4014          * The membarrier system call requires a full memory barrier
4015          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
4016          */
4017         rq_lock(rq, &rf);
4018         smp_mb__after_spinlock();
4019
4020         /* Promote REQ to ACT */
4021         rq->clock_update_flags <<= 1;
4022         update_rq_clock(rq);
4023
4024         switch_count = &prev->nivcsw;
4025         if (!preempt && prev->state) {
4026                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
4027                         prev->state = TASK_RUNNING;
4028                 } else {
4029                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
4030
4031                         if (prev->in_iowait) {
4032                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
4033                                 delayacct_blkio_start();
4034                         }
4035                 }
4036                 switch_count = &prev->nvcsw;
4037         }
4038
4039         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
4040         clear_tsk_need_resched(prev);
4041         clear_preempt_need_resched();
4042
4043         if (likely(prev != next)) {
4044                 rq->nr_switches++;
4045                 rq->curr = next;
4046                 /*
4047                  * The membarrier system call requires each architecture
4048                  * to have a full memory barrier after updating
4049                  * rq->curr, before returning to user-space.
4050                  *
4051                  * Here are the schemes providing that barrier on the
4052                  * various architectures:
4053                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
4054                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
4055                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
4056                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
4057                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
4058                  *   is a RELEASE barrier),
4059                  */
4060                 ++*switch_count;
4061
4062                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
4063
4064                 /* Also unlocks the rq: */
4065                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
4066         } else {
4067                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
4068                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
4069         }
4070
4071         balance_callback(rq);
4072 }
4073
4074 void __noreturn do_task_dead(void)
4075 {
4076         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
4077         set_special_state(TASK_DEAD);
4078
4079         /* Tell freezer to ignore us: */
4080         current->flags |= PF_NOFREEZE;
4081
4082         __schedule(false);
4083         BUG();
4084
4085         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
4086         for (;;)
4087                 cpu_relax();
4088 }
4089
4090 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
4091 {
4092         if (!tsk->state)
4093                 return;
4094
4095         /*
4096          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
4097          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
4098          * As this function is called inside the schedule() context,
4099          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
4100          * in the possible wakeup of a kworker.
4101          */
4102         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER) {
4103                 preempt_disable();
4104                 wq_worker_sleeping(tsk);
4105                 preempt_enable_no_resched();
4106         }
4107
4108         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
4109                 return;
4110
4111         /*
4112          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
4113          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
4114          */
4115         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
4116                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
4117 }
4118
4119 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
4120 {
4121         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
4122                 wq_worker_running(tsk);
4123 }
4124
4125 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
4126 {
4127         struct task_struct *tsk = current;
4128
4129         sched_submit_work(tsk);
4130         do {
4131                 preempt_disable();
4132                 __schedule(false);
4133                 sched_preempt_enable_no_resched();
4134         } while (need_resched());
4135         sched_update_worker(tsk);
4136 }
4137 EXPORT_SYMBOL(schedule);
4138
4139 /*
4140  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
4141  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
4142  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
4143  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
4144  * (schedule out non-voluntarily).
4145  *
4146  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
4147  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
4148  */
4149 void __sched schedule_idle(void)
4150 {
4151         /*
4152          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
4153          * regardless because that function is a nop when the task is in a
4154          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
4155          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
4156          * TASK_RUNNING state.
4157          */
4158         WARN_ON_ONCE(current->state);
4159         do {
4160                 __schedule(false);
4161         } while (need_resched());
4162 }
4163
4164 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
4165 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
4166 {
4167         /*
4168          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
4169          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
4170          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
4171          * we find a better solution.
4172          *
4173          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
4174          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
4175          * too frequently to make sense yet.
4176          */
4177         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
4178         schedule();
4179         exception_exit(prev_state);
4180 }
4181 #endif
4182
4183 /**
4184  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4185  *
4186  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4187  */
4188 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4189 {
4190         sched_preempt_enable_no_resched();
4191         schedule();
4192         preempt_disable();
4193 }
4194
4195 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4196 {
4197         do {
4198                 /*
4199                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4200                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4201                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4202                  * by the function tracer will call this function again and
4203                  * cause infinite recursion.
4204                  *
4205                  * Preemption must be disabled here before the function
4206                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4207                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4208                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4209                  * which can also be traced by the function tracer.
4210                  */
4211                 preempt_disable_notrace();
4212                 preempt_latency_start(1);
4213                 __schedule(true);
4214                 preempt_latency_stop(1);
4215                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4216
4217                 /*
4218                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4219                  * between schedule and now.
4220                  */
4221         } while (need_resched());
4222 }
4223
4224 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
4225 /*
4226  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4227  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
4228  * occur there and call schedule directly.
4229  */
4230 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4231 {
4232         /*
4233          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4234          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4235          */
4236         if (likely(!preemptible()))
4237                 return;
4238
4239         preempt_schedule_common();
4240 }
4241 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4242 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4243
4244 /**
4245  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4246  *
4247  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4248  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4249  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4250  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4251  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4252  * to be called when the system is still in usermode.
4253  *
4254  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4255  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4256  * calling the scheduler.
4257  */
4258 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4259 {
4260         enum ctx_state prev_ctx;
4261
4262         if (likely(!preemptible()))
4263                 return;
4264
4265         do {
4266                 /*
4267                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4268                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4269                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4270                  * by the function tracer will call this function again and
4271                  * cause infinite recursion.
4272                  *
4273                  * Preemption must be disabled here before the function
4274                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4275                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4276                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4277                  * which can also be traced by the function tracer.
4278                  */
4279                 preempt_disable_notrace();
4280                 preempt_latency_start(1);
4281                 /*
4282                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4283                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4284                  * an infinite recursion.
4285                  */
4286                 prev_ctx = exception_enter();
4287                 __schedule(true);
4288                 exception_exit(prev_ctx);
4289
4290                 preempt_latency_stop(1);
4291                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4292         } while (need_resched());
4293 }
4294 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4295
4296 #endif /* CONFIG_PREEMPTION */
4297
4298 /*
4299  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4300  * off of irq context.
4301  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4302  * protect us against recursive calling from irq.
4303  */
4304 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4305 {
4306         enum ctx_state prev_state;
4307
4308         /* Catch callers which need to be fixed */
4309         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4310
4311         prev_state = exception_enter();
4312
4313         do {
4314                 preempt_disable();
4315                 local_irq_enable();
4316                 __schedule(true);
4317                 local_irq_disable();
4318                 sched_preempt_enable_no_resched();
4319         } while (need_resched());
4320
4321         exception_exit(prev_state);
4322 }
4323
4324 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4325                           void *key)
4326 {
4327         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4328 }
4329 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4330
4331 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4332
4333 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4334 {
4335         if (pi_task)
4336                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4337
4338         return prio;
4339 }
4340
4341 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4342 {
4343         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4344
4345         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4346 }
4347
4348 /*
4349  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4350  * @p: task to boost
4351  * @pi_task: donor task
4352  *
4353  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4354  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4355  *
4356  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4357  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4358  */
4359 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4360 {
4361         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4362                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4363         const struct sched_class *prev_class;
4364         struct rq_flags rf;
4365         struct rq *rq;
4366
4367         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4368         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4369
4370         /*
4371          * If nothing changed; bail early.
4372          */
4373         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4374                 return;
4375
4376         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4377         update_rq_clock(rq);
4378         /*
4379          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4380          * either lock.
4381          *
4382          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4383          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4384          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4385          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4386          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4387          */
4388         p->pi_top_task = pi_task;
4389
4390         /*
4391          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4392          */
4393         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4394                 goto out_unlock;
4395
4396         /*
4397          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4398          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4399          *
4400          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4401          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4402          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4403          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4404          * with interrupts disabled and will complete the lock
4405          * protected section without being interrupted. So there is no
4406          * real need to boost.
4407          */
4408         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4409                 WARN_ON(p != rq->curr);
4410                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4411                 goto out_unlock;
4412         }
4413
4414         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4415         oldprio = p->prio;
4416
4417         if (oldprio == prio)
4418                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4419
4420         prev_class = p->sched_class;
4421         queued = task_on_rq_queued(p);
4422         running = task_current(rq, p);
4423         if (queued)
4424                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4425         if (running)
4426                 put_prev_task(rq, p);
4427
4428         /*
4429          * Boosting condition are:
4430          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4431          *      --> -dl task blocks on mutex A
4432          *
4433          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4434          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4435          *          running task
4436          */
4437         if (dl_prio(prio)) {
4438                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4439                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4440                         p->dl.dl_boosted = 1;
4441                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4442                 } else
4443                         p->dl.dl_boosted = 0;
4444                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4445         } else if (rt_prio(prio)) {
4446                 if (dl_prio(oldprio))
4447                         p->dl.dl_boosted = 0;
4448                 if (oldprio < prio)
4449                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4450                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4451         } else {
4452                 if (dl_prio(oldprio))
4453                         p->dl.dl_boosted = 0;
4454                 if (rt_prio(oldprio))
4455                         p->rt.timeout = 0;
4456                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4457         }
4458
4459         p->prio = prio;
4460
4461         if (queued)
4462                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4463         if (running)
4464                 set_next_task(rq, p);
4465
4466         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4467 out_unlock:
4468         /* Avoid rq from going away on us: */
4469         preempt_disable();
4470         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4471
4472         balance_callback(rq);
4473         preempt_enable();
4474 }
4475 #else
4476 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4477 {
4478         return prio;
4479 }
4480 #endif
4481
4482 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4483 {
4484         bool queued, running;
4485         int old_prio, delta;
4486         struct rq_flags rf;
4487         struct rq *rq;
4488
4489         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4490                 return;
4491         /*
4492          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4493          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4494          */
4495         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4496         update_rq_clock(rq);
4497
4498         /*
4499          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4500          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4501          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4502          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4503          */
4504         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4505                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4506                 goto out_unlock;
4507         }
4508         queued = task_on_rq_queued(p);
4509         running = task_current(rq, p);
4510         if (queued)
4511                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4512         if (running)
4513                 put_prev_task(rq, p);
4514
4515         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4516         set_load_weight(p, true);
4517         old_prio = p->prio;
4518         p->prio = effective_prio(p);
4519         delta = p->prio - old_prio;
4520
4521         if (queued) {
4522                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4523                 /*
4524                  * If the task increased its priority or is running and
4525                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4526                  */
4527                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
4528                         resched_curr(rq);
4529         }
4530         if (running)
4531                 set_next_task(rq, p);
4532 out_unlock:
4533         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4534 }
4535 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4536
4537 /*
4538  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4539  * @p: task
4540  * @nice: nice value
4541  */
4542 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4543 {
4544         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4545         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4546
4547         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4548                 capable(CAP_SYS_NICE));
4549 }
4550
4551 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4552
4553 /*
4554  * sys_nice - change the priority of the current process.
4555  * @increment: priority increment
4556  *
4557  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4558  * does similar things.
4559  */
4560 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4561 {
4562         long nice, retval;
4563
4564         /*
4565          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4566          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4567          * and we have a single winner.
4568          */
4569         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4570         nice = task_nice(current) + increment;
4571
4572         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4573         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4574                 return -EPERM;
4575
4576         retval = security_task_setnice(current, nice);
4577         if (retval)
4578                 return retval;
4579
4580         set_user_nice(current, nice);
4581         return 0;
4582 }
4583
4584 #endif
4585
4586 /**
4587  * task_prio - return the priority value of a given task.
4588  * @p: the task in question.
4589  *
4590  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4591  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4592  * around 0, value goes from -16 to +15.
4593  */
4594 int task_prio(const struct task_struct *p)
4595 {
4596         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4597 }
4598
4599 /**
4600  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4601  * @cpu: the processor in question.
4602  *
4603  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4604  */
4605 int idle_cpu(int cpu)
4606 {
4607         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4608
4609         if (rq->curr != rq->idle)
4610                 return 0;
4611
4612         if (rq->nr_running)
4613                 return 0;
4614
4615 #ifdef CONFIG_SMP
4616         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4617                 return 0;
4618 #endif
4619
4620         return 1;
4621 }
4622
4623 /**
4624  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4625  * @cpu: the CPU in question.
4626  *
4627  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4628  */
4629 int available_idle_cpu(int cpu)
4630 {
4631         if (!idle_cpu(cpu))
4632                 return 0;
4633
4634         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4635                 return 0;
4636
4637         return 1;
4638 }
4639
4640 /**
4641  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4642  * @cpu: the processor in question.
4643  *
4644  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4645  */
4646 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4647 {
4648         return cpu_rq(cpu)->idle;
4649 }
4650
4651 /**
4652  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4653  * @pid: the pid in question.
4654  *
4655  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4656  */
4657 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4658 {
4659         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4660 }
4661
4662 /*
4663  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4664  * it calls know not to change it.
4665  */
4666 #define SETPARAM_POLICY -1
4667
4668 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4669                 const struct sched_attr *attr)
4670 {
4671         int policy = attr->sched_policy;
4672
4673         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4674                 policy = p->policy;
4675
4676         p->policy = policy;
4677
4678         if (dl_policy(policy))
4679                 __setparam_dl(p, attr);
4680         else if (fair_policy(policy))
4681                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4682
4683         /*
4684          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4685          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4686          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4687          */
4688         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4689         p->normal_prio = normal_prio(p);
4690         set_load_weight(p, true);
4691 }
4692
4693 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4694 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4695                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4696 {
4697         /*
4698          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4699          * either.
4700          */
4701         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4702                 return;
4703
4704         __setscheduler_params(p, attr);
4705
4706         /*
4707          * Keep a potential priority boosting if called from
4708          * sched_setscheduler().
4709          */
4710         p->prio = normal_prio(p);
4711         if (keep_boost)
4712                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4713
4714         if (dl_prio(p->prio))
4715                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4716         else if (rt_prio(p->prio))
4717                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4718         else
4719                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4720 }
4721
4722 /*
4723  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4724  */
4725 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4726 {
4727         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4728         bool match;
4729
4730         rcu_read_lock();
4731         pcred = __task_cred(p);
4732         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4733                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4734         rcu_read_unlock();
4735         return match;
4736 }
4737
4738 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4739                                 const struct sched_attr *attr,
4740                                 bool user, bool pi)
4741 {
4742         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4743                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4744         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4745         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4746         const struct sched_class *prev_class;
4747         struct rq_flags rf;
4748         int reset_on_fork;
4749         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4750         struct rq *rq;
4751
4752         /* The pi code expects interrupts enabled */
4753         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4754 recheck:
4755         /* Double check policy once rq lock held: */
4756         if (policy < 0) {
4757                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4758                 policy = oldpolicy = p->policy;
4759         } else {
4760                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4761
4762                 if (!valid_policy(policy))
4763                         return -EINVAL;
4764         }
4765
4766         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4767                 return -EINVAL;
4768
4769         /*
4770          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4771          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4772          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4773          */
4774         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4775             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4776                 return -EINVAL;
4777         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4778             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4779                 return -EINVAL;
4780
4781         /*
4782          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4783          */
4784         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4785                 if (fair_policy(policy)) {
4786                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4787                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4788                                 return -EPERM;
4789                 }
4790
4791                 if (rt_policy(policy)) {
4792                         unsigned long rlim_rtprio =
4793                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4794
4795                         /* Can't set/change the rt policy: */
4796                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4797                                 return -EPERM;
4798
4799                         /* Can't increase priority: */
4800                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4801                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4802                                 return -EPERM;
4803                 }
4804
4805                  /*
4806                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4807                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4808                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4809                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4810                   */
4811                 if (dl_policy(policy))
4812                         return -EPERM;
4813
4814                 /*
4815                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4816                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4817                  */
4818                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4819                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4820                                 return -EPERM;
4821                 }
4822
4823                 /* Can't change other user's priorities: */
4824                 if (!check_same_owner(p))
4825                         return -EPERM;
4826
4827                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4828                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4829                         return -EPERM;
4830         }
4831
4832         if (user) {
4833                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4834                         return -EINVAL;
4835
4836                 retval = security_task_setscheduler(p);
4837                 if (retval)
4838                         return retval;
4839         }
4840
4841         /* Update task specific "requested" clamps */
4842         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4843                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4844                 if (retval)
4845                         return retval;
4846         }
4847
4848         if (pi)
4849                 cpuset_read_lock();
4850
4851         /*
4852          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4853          * changing the priority of the task:
4854          *
4855          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4856          * runqueue lock must be held.
4857          */
4858         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4859         update_rq_clock(rq);
4860
4861         /*
4862          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4863          */
4864         if (p == rq->stop) {
4865                 retval = -EINVAL;
4866                 goto unlock;
4867         }
4868
4869         /*
4870          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4871          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4872          */
4873         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4874                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4875                         goto change;
4876                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4877                         goto change;
4878                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4879                         goto change;
4880                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4881                         goto change;
4882
4883                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4884                 retval = 0;
4885                 goto unlock;
4886         }
4887 change:
4888
4889         if (user) {
4890 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4891                 /*
4892                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4893                  * assigned.
4894                  */
4895                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4896                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4897                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4898                         retval = -EPERM;
4899                         goto unlock;
4900                 }
4901 #endif
4902 #ifdef CONFIG_SMP
4903                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4904                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4905                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4906
4907                         /*
4908                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4909                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4910                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4911                          */
4912                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
4913                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4914                                 retval = -EPERM;
4915                                 goto unlock;
4916                         }
4917                 }
4918 #endif
4919         }
4920
4921         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4922         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4923                 policy = oldpolicy = -1;
4924                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4925                 if (pi)
4926                         cpuset_read_unlock();
4927                 goto recheck;
4928         }
4929
4930         /*
4931          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4932          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4933          * is available.
4934          */
4935         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4936                 retval = -EBUSY;
4937                 goto unlock;
4938         }
4939
4940         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4941         oldprio = p->prio;
4942
4943         if (pi) {
4944                 /*
4945                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4946                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4947                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4948                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4949                  * itself.
4950                  */
4951                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4952                 if (new_effective_prio == oldprio)
4953                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4954         }
4955
4956         queued = task_on_rq_queued(p);
4957         running = task_current(rq, p);
4958         if (queued)
4959                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4960         if (running)
4961                 put_prev_task(rq, p);
4962
4963         prev_class = p->sched_class;
4964
4965         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4966         __setscheduler_uclamp(p, attr);
4967
4968         if (queued) {
4969                 /*
4970                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4971                  * increased (user space view).
4972                  */
4973                 if (oldprio < p->prio)
4974                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4975
4976                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4977         }
4978         if (running)
4979                 set_next_task(rq, p);
4980
4981         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4982
4983         /* Avoid rq from going away on us: */
4984         preempt_disable();
4985         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4986
4987         if (pi) {
4988                 cpuset_read_unlock();
4989                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4990         }
4991
4992         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4993         balance_callback(rq);
4994         preempt_enable();
4995
4996         return 0;
4997
4998 unlock:
4999         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5000         if (pi)
5001                 cpuset_read_unlock();
5002         return retval;
5003 }
5004
5005 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5006                                const struct sched_param *param, bool check)
5007 {
5008         struct sched_attr attr = {
5009                 .sched_policy   = policy,
5010                 .sched_priority = param->sched_priority,
5011                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
5012         };
5013
5014         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
5015         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
5016                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5017                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
5018                 attr.sched_policy = policy;
5019         }
5020
5021         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
5022 }
5023 /**
5024  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
5025  * @p: the task in question.
5026  * @policy: new policy.
5027  * @param: structure containing the new RT priority.
5028  *
5029  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5030  *
5031  * NOTE that the task may be already dead.
5032  */
5033 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
5034                        const struct sched_param *param)
5035 {
5036         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
5037 }
5038 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
5039
5040 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5041 {
5042         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
5043 }
5044 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
5045
5046 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
5047 {
5048         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
5049 }
5050
5051 /**
5052  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
5053  * @p: the task in question.
5054  * @policy: new policy.
5055  * @param: structure containing the new RT priority.
5056  *
5057  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
5058  * current context has permission.  For example, this is needed in
5059  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
5060  * but our caller might not have that capability.
5061  *
5062  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5063  */
5064 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
5065                                const struct sched_param *param)
5066 {
5067         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
5068 }
5069 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
5070
5071 static int
5072 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
5073 {
5074         struct sched_param lparam;
5075         struct task_struct *p;
5076         int retval;
5077
5078         if (!param || pid < 0)
5079                 return -EINVAL;
5080         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
5081                 return -EFAULT;
5082
5083         rcu_read_lock();
5084         retval = -ESRCH;
5085         p = find_process_by_pid(pid);
5086         if (likely(p))
5087                 get_task_struct(p);
5088         rcu_read_unlock();
5089
5090         if (likely(p)) {
5091                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
5092                 put_task_struct(p);
5093         }
5094
5095         return retval;
5096 }
5097
5098 /*
5099  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
5100  */
5101 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
5102 {
5103         u32 size;
5104         int ret;
5105
5106         if (!access_ok(uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
5107                 return -EFAULT;
5108
5109         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
5110         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
5111
5112         ret = get_user(size, &uattr->size);
5113         if (ret)
5114                 return ret;
5115
5116         /* Bail out on silly large: */
5117         if (size > PAGE_SIZE)
5118                 goto err_size;
5119
5120         /* ABI compatibility quirk: */
5121         if (!size)
5122                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
5123
5124         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
5125                 goto err_size;
5126
5127         /*
5128          * If we're handed a bigger struct than we know of,
5129          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
5130          * user-space does not rely on any kernel feature
5131          * extensions we dont know about yet.
5132          */
5133         if (size > sizeof(*attr)) {
5134                 unsigned char __user *addr;
5135                 unsigned char __user *end;
5136                 unsigned char val;
5137
5138                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
5139                 end  = (void __user *)uattr + size;
5140
5141                 for (; addr < end; addr++) {
5142                         ret = get_user(val, addr);
5143                         if (ret)
5144                                 return ret;
5145                         if (val)
5146                                 goto err_size;
5147                 }
5148                 size = sizeof(*attr);
5149         }
5150
5151         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
5152         if (ret)
5153                 return -EFAULT;
5154
5155         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
5156             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
5157                 return -EINVAL;
5158
5159         /*
5160          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
5161          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
5162          */
5163         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
5164
5165         return 0;
5166
5167 err_size:
5168         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
5169         return -E2BIG;
5170 }
5171
5172 /**
5173  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
5174  * @pid: the pid in question.
5175  * @policy: new policy.
5176  * @param: structure containing the new RT priority.
5177  *
5178  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5179  */
5180 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
5181 {
5182         if (policy < 0)
5183                 return -EINVAL;
5184
5185         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
5186 }
5187
5188 /**
5189  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
5190  * @pid: the pid in question.
5191  * @param: structure containing the new RT priority.
5192  *
5193  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5194  */
5195 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5196 {
5197         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
5198 }
5199
5200 /**
5201  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
5202  * @pid: the pid in question.
5203  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5204  * @flags: for future extension.
5205  */
5206 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5207                                unsigned int, flags)
5208 {
5209         struct sched_attr attr;
5210         struct task_struct *p;
5211         int retval;
5212
5213         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5214                 return -EINVAL;
5215
5216         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5217         if (retval)
5218                 return retval;
5219
5220         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5221                 return -EINVAL;
5222         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5223                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5224
5225         rcu_read_lock();
5226         retval = -ESRCH;
5227         p = find_process_by_pid(pid);
5228         if (likely(p))
5229                 get_task_struct(p);
5230         rcu_read_unlock();
5231
5232         if (likely(p)) {
5233                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5234                 put_task_struct(p);
5235         }
5236
5237         return retval;
5238 }
5239
5240 /**
5241  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5242  * @pid: the pid in question.
5243  *
5244  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5245  * code.
5246  */
5247 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5248 {
5249         struct task_struct *p;
5250         int retval;
5251
5252         if (pid < 0)
5253                 return -EINVAL;
5254
5255         retval = -ESRCH;
5256         rcu_read_lock();
5257         p = find_process_by_pid(pid);
5258         if (p) {
5259                 retval = security_task_getscheduler(p);
5260                 if (!retval)
5261                         retval = p->policy
5262                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5263         }
5264         rcu_read_unlock();
5265         return retval;
5266 }
5267
5268 /**
5269  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5270  * @pid: the pid in question.
5271  * @param: structure containing the RT priority.
5272  *
5273  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5274  * code.
5275  */
5276 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5277 {
5278         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5279         struct task_struct *p;
5280         int retval;
5281
5282         if (!param || pid < 0)
5283                 return -EINVAL;
5284
5285         rcu_read_lock();
5286         p = find_process_by_pid(pid);
5287         retval = -ESRCH;
5288         if (!p)
5289                 goto out_unlock;
5290
5291         retval = security_task_getscheduler(p);
5292         if (retval)
5293                 goto out_unlock;
5294
5295         if (task_has_rt_policy(p))
5296                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5297         rcu_read_unlock();
5298
5299         /*
5300          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5301          */
5302         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5303
5304         return retval;
5305
5306 out_unlock:
5307         rcu_read_unlock();
5308         return retval;
5309 }
5310
5311 /*
5312  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5313  * than what user-space knows about) to user-space.
5314  *
5315  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5316  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5317  * have the same size.
5318  */
5319 static int
5320 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5321                         struct sched_attr *kattr,
5322                         unsigned int usize)
5323 {
5324         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5325
5326         if (!access_ok(uattr, usize))
5327                 return -EFAULT;
5328
5329         /*
5330          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5331          *
5332          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5333          *
5334          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5335          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5336          *
5337          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5338          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5339          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5340          * which is set to ksize in this case.
5341          */
5342         kattr->size = min(usize, ksize);
5343
5344         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5345                 return -EFAULT;
5346
5347         return 0;
5348 }
5349
5350 /**
5351  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5352  * @pid: the pid in question.
5353  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5354  * @usize: sizeof(attr) that user-space knows about, for forwards and backwards compatibility.
5355  * @flags: for future extension.
5356  */
5357 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5358                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5359 {
5360         struct sched_attr kattr = { };
5361         struct task_struct *p;
5362         int retval;
5363
5364         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5365             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5366                 return -EINVAL;
5367
5368         rcu_read_lock();
5369         p = find_process_by_pid(pid);
5370         retval = -ESRCH;
5371         if (!p)
5372                 goto out_unlock;
5373
5374         retval = security_task_getscheduler(p);
5375         if (retval)
5376                 goto out_unlock;
5377
5378         kattr.sched_policy = p->policy;
5379         if (p->sched_reset_on_fork)
5380                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5381         if (task_has_dl_policy(p))
5382                 __getparam_dl(p, &kattr);
5383         else if (task_has_rt_policy(p))
5384                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5385         else
5386                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5387
5388 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5389         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5390         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5391 #endif
5392
5393         rcu_read_unlock();
5394
5395         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5396
5397 out_unlock:
5398         rcu_read_unlock();
5399         return retval;
5400 }
5401
5402 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5403 {
5404         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5405         struct task_struct *p;
5406         int retval;
5407
5408         rcu_read_lock();
5409
5410         p = find_process_by_pid(pid);
5411         if (!p) {
5412                 rcu_read_unlock();
5413                 return -ESRCH;
5414         }
5415
5416         /* Prevent p going away */
5417         get_task_struct(p);
5418         rcu_read_unlock();
5419
5420         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5421                 retval = -EINVAL;
5422                 goto out_put_task;
5423         }
5424         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5425                 retval = -ENOMEM;
5426                 goto out_put_task;
5427         }
5428         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5429                 retval = -ENOMEM;
5430                 goto out_free_cpus_allowed;
5431         }
5432         retval = -EPERM;
5433         if (!check_same_owner(p)) {
5434                 rcu_read_lock();
5435                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5436                         rcu_read_unlock();
5437                         goto out_free_new_mask;
5438                 }
5439                 rcu_read_unlock();
5440         }
5441
5442         retval = security_task_setscheduler(p);
5443         if (retval)
5444                 goto out_free_new_mask;
5445
5446
5447         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5448         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5449
5450         /*
5451          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5452          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5453          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5454          * root_domain.
5455          */
5456 #ifdef CONFIG_SMP
5457         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5458                 rcu_read_lock();
5459                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5460                         retval = -EBUSY;
5461                         rcu_read_unlock();
5462                         goto out_free_new_mask;
5463                 }
5464                 rcu_read_unlock();
5465         }
5466 #endif
5467 again:
5468         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5469
5470         if (!retval) {
5471                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5472                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5473                         /*
5474                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5475                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5476                          * cpuset's cpus_allowed
5477                          */
5478                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5479                         goto again;
5480                 }
5481         }
5482 out_free_new_mask:
5483         free_cpumask_var(new_mask);
5484 out_free_cpus_allowed:
5485         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5486 out_put_task:
5487         put_task_struct(p);
5488         return retval;
5489 }
5490
5491 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5492                              struct cpumask *new_mask)
5493 {
5494         if (len < cpumask_size())
5495                 cpumask_clear(new_mask);
5496         else if (len > cpumask_size())
5497                 len = cpumask_size();
5498
5499         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5500 }
5501
5502 /**
5503  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5504  * @pid: pid of the process
5505  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5506  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5507  *
5508  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5509  */
5510 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5511                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5512 {
5513         cpumask_var_t new_mask;
5514         int retval;
5515
5516         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5517                 return -ENOMEM;
5518
5519         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5520         if (retval == 0)
5521                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5522         free_cpumask_var(new_mask);
5523         return retval;
5524 }
5525
5526 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5527 {
5528         struct task_struct *p;
5529         unsigned long flags;
5530         int retval;
5531
5532         rcu_read_lock();
5533
5534         retval = -ESRCH;
5535         p = find_process_by_pid(pid);
5536         if (!p)
5537                 goto out_unlock;
5538
5539         retval = security_task_getscheduler(p);
5540         if (retval)
5541                 goto out_unlock;
5542
5543         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5544         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5545         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5546
5547 out_unlock:
5548         rcu_read_unlock();
5549
5550         return retval;
5551 }
5552
5553 /**
5554  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5555  * @pid: pid of the process
5556  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5557  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5558  *
5559  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5560  * error code otherwise.
5561  */
5562 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5563                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5564 {
5565         int ret;
5566         cpumask_var_t mask;
5567
5568         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5569                 return -EINVAL;
5570         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5571                 return -EINVAL;
5572
5573         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5574                 return -ENOMEM;
5575
5576         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5577         if (ret == 0) {
5578                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5579
5580                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5581                         ret = -EFAULT;
5582                 else
5583                         ret = retlen;
5584         }
5585         free_cpumask_var(mask);
5586
5587         return ret;
5588 }
5589
5590 /**
5591  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5592  *
5593  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5594  * other threads running on this CPU then this function will return.
5595  *
5596  * Return: 0.
5597  */
5598 static void do_sched_yield(void)
5599 {
5600         struct rq_flags rf;
5601         struct rq *rq;
5602
5603         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5604
5605         schedstat_inc(rq->yld_count);
5606         current->sched_class->yield_task(rq);
5607
5608         /*
5609          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5610          * no need to preempt or enable interrupts:
5611          */
5612         preempt_disable();
5613         rq_unlock(rq, &rf);
5614         sched_preempt_enable_no_resched();
5615
5616         schedule();
5617 }
5618
5619 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5620 {
5621         do_sched_yield();
5622         return 0;
5623 }
5624
5625 #ifndef CONFIG_PREEMPTION
5626 int __sched _cond_resched(void)
5627 {
5628         if (should_resched(0)) {
5629                 preempt_schedule_common();
5630                 return 1;
5631         }
5632         rcu_all_qs();
5633         return 0;
5634 }
5635 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5636 #endif
5637
5638 /*
5639  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5640  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5641  *
5642  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPTION. We do strange low-level
5643  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5644  * spin_unlock(), once by hand).
5645  */
5646 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5647 {
5648         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5649         int ret = 0;
5650
5651         lockdep_assert_held(lock);
5652
5653         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5654                 spin_unlock(lock);
5655                 if (resched)
5656                         preempt_schedule_common();
5657                 else
5658                         cpu_relax();
5659                 ret = 1;
5660                 spin_lock(lock);
5661         }
5662         return ret;
5663 }
5664 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5665
5666 /**
5667  * yield - yield the current processor to other threads.
5668  *
5669  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5670  *
5671  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5672  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5673  * it, its already broken.
5674  *
5675  * Typical broken usage is:
5676  *
5677  * while (!event)
5678  *      yield();
5679  *
5680  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5681  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5682  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5683  *
5684  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5685  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5686  * If you still want to use yield(), do not!
5687  */
5688 void __sched yield(void)
5689 {
5690         set_current_state(TASK_RUNNING);
5691         do_sched_yield();
5692 }
5693 EXPORT_SYMBOL(yield);
5694
5695 /**
5696  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5697  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5698  * processor it's on.
5699  * @p: target task
5700  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5701  *
5702  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5703  * can't go away on us before we can do any checks.
5704  *
5705  * Return:
5706  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5707  *      false (0) if we failed to boost the target.
5708  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5709  */
5710 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5711 {
5712         struct task_struct *curr = current;
5713         struct rq *rq, *p_rq;
5714         unsigned long flags;
5715         int yielded = 0;
5716
5717         local_irq_save(flags);
5718         rq = this_rq();
5719
5720 again:
5721         p_rq = task_rq(p);
5722         /*
5723          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5724          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5725          */
5726         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5727                 yielded = -ESRCH;
5728                 goto out_irq;
5729         }
5730
5731         double_rq_lock(rq, p_rq);
5732         if (task_rq(p) != p_rq) {
5733                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5734                 goto again;
5735         }
5736
5737         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5738                 goto out_unlock;
5739
5740         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5741                 goto out_unlock;
5742
5743         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5744                 goto out_unlock;
5745
5746         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5747         if (yielded) {
5748                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5749                 /*
5750                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5751                  * fairness.
5752                  */
5753                 if (preempt && rq != p_rq)
5754                         resched_curr(p_rq);
5755         }
5756
5757 out_unlock:
5758         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5759 out_irq:
5760         local_irq_restore(flags);
5761
5762         if (yielded > 0)
5763                 schedule();
5764
5765         return yielded;
5766 }
5767 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5768
5769 int io_schedule_prepare(void)
5770 {
5771         int old_iowait = current->in_iowait;
5772
5773         current->in_iowait = 1;
5774         blk_schedule_flush_plug(current);
5775
5776         return old_iowait;
5777 }
5778
5779 void io_schedule_finish(int token)
5780 {
5781         current->in_iowait = token;
5782 }
5783
5784 /*
5785  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5786  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5787  */
5788 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5789 {
5790         int token;
5791         long ret;
5792
5793         token = io_schedule_prepare();
5794         ret = schedule_timeout(timeout);
5795         io_schedule_finish(token);
5796
5797         return ret;
5798 }
5799 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5800
5801 void __sched io_schedule(void)
5802 {
5803         int token;
5804
5805         token = io_schedule_prepare();
5806         schedule();
5807         io_schedule_finish(token);
5808 }
5809 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5810
5811 /**
5812  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5813  * @policy: scheduling class.
5814  *
5815  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5816  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5817  * On failure, a negative error code is returned.
5818  */
5819 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5820 {
5821         int ret = -EINVAL;
5822
5823         switch (policy) {
5824         case SCHED_FIFO:
5825         case SCHED_RR:
5826                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5827                 break;
5828         case SCHED_DEADLINE:
5829         case SCHED_NORMAL:
5830         case SCHED_BATCH:
5831         case SCHED_IDLE:
5832                 ret = 0;
5833                 break;
5834         }
5835         return ret;
5836 }
5837
5838 /**
5839  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5840  * @policy: scheduling class.
5841  *
5842  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5843  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5844  * On failure, a negative error code is returned.
5845  */
5846 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5847 {
5848         int ret = -EINVAL;
5849
5850         switch (policy) {
5851         case SCHED_FIFO:
5852         case SCHED_RR:
5853                 ret = 1;
5854                 break;
5855         case SCHED_DEADLINE:
5856         case SCHED_NORMAL:
5857         case SCHED_BATCH:
5858         case SCHED_IDLE:
5859                 ret = 0;
5860         }
5861         return ret;
5862 }
5863
5864 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5865 {
5866         struct task_struct *p;
5867         unsigned int time_slice;
5868         struct rq_flags rf;
5869         struct rq *rq;
5870         int retval;
5871
5872         if (pid < 0)
5873                 return -EINVAL;
5874
5875         retval = -ESRCH;
5876         rcu_read_lock();
5877         p = find_process_by_pid(pid);
5878         if (!p)
5879                 goto out_unlock;
5880
5881         retval = security_task_getscheduler(p);
5882         if (retval)
5883                 goto out_unlock;
5884
5885         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5886         time_slice = 0;
5887         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5888                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5889         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5890
5891         rcu_read_unlock();
5892         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5893         return 0;
5894
5895 out_unlock:
5896         rcu_read_unlock();
5897         return retval;
5898 }
5899
5900 /**
5901  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5902  * @pid: pid of the process.
5903  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5904  *
5905  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5906  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5907  *
5908  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5909  * an error code.
5910  */
5911 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5912                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5913 {
5914         struct timespec64 t;
5915         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5916
5917         if (retval == 0)
5918                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5919
5920         return retval;
5921 }
5922
5923 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5924 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5925                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5926 {
5927         struct timespec64 t;
5928         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5929
5930         if (retval == 0)
5931                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5932         return retval;
5933 }
5934 #endif
5935
5936 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5937 {
5938         unsigned long free = 0;
5939         int ppid;
5940
5941         if (!try_get_task_stack(p))
5942                 return;
5943
5944         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5945
5946         if (p->state == TASK_RUNNING)
5947                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5948 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5949         free = stack_not_used(p);
5950 #endif
5951         ppid = 0;
5952         rcu_read_lock();
5953         if (pid_alive(p))
5954                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5955         rcu_read_unlock();
5956         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5957                 task_pid_nr(p), ppid,
5958                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5959
5960         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5961         show_stack(p, NULL);
5962         put_task_stack(p);
5963 }
5964 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5965
5966 static inline bool
5967 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5968 {
5969         /* no filter, everything matches */
5970         if (!state_filter)
5971                 return true;
5972
5973         /* filter, but doesn't match */
5974         if (!(p->state & state_filter))
5975                 return false;
5976
5977         /*
5978          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5979          * TASK_KILLABLE).
5980          */
5981         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5982                 return false;
5983
5984         return true;
5985 }
5986
5987
5988 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5989 {
5990         struct task_struct *g, *p;
5991
5992 #if BITS_PER_LONG == 32
5993         printk(KERN_INFO
5994                 "  task                PC stack   pid father\n");
5995 #else
5996         printk(KERN_INFO
5997                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5998 #endif
5999         rcu_read_lock();
6000         for_each_process_thread(g, p) {
6001                 /*
6002                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
6003                  * console might take a lot of time:
6004                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
6005                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
6006                  * an IPI.
6007                  */
6008                 touch_nmi_watchdog();
6009                 touch_all_softlockup_watchdogs();
6010                 if (state_filter_match(state_filter, p))
6011                         sched_show_task(p);
6012         }
6013
6014 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
6015         if (!state_filter)
6016                 sysrq_sched_debug_show();
6017 #endif
6018         rcu_read_unlock();
6019         /*
6020          * Only show locks if all tasks are dumped:
6021          */
6022         if (!state_filter)
6023                 debug_show_all_locks();
6024 }
6025
6026 /**
6027  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
6028  * @idle: task in question
6029  * @cpu: CPU the idle task belongs to
6030  *
6031  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
6032  * flag, to make booting more robust.
6033  */
6034 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
6035 {
6036         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6037         unsigned long flags;
6038
6039         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
6040         raw_spin_lock(&rq->lock);
6041
6042         __sched_fork(0, idle);
6043         idle->state = TASK_RUNNING;
6044         idle->se.exec_start = sched_clock();
6045         idle->flags |= PF_IDLE;
6046
6047         kasan_unpoison_task_stack(idle);
6048
6049 #ifdef CONFIG_SMP
6050         /*
6051          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
6052          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
6053          *
6054          * And since this is boot we can forgo the serialization.
6055          */
6056         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
6057 #endif
6058         /*
6059          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
6060          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
6061          * lockdep check in task_group() will fail.
6062          *
6063          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
6064          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
6065          *
6066          * Silence PROVE_RCU
6067          */
6068         rcu_read_lock();
6069         __set_task_cpu(idle, cpu);
6070         rcu_read_unlock();
6071
6072         rq->curr = rq->idle = idle;
6073         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
6074 #ifdef CONFIG_SMP
6075         idle->on_cpu = 1;
6076 #endif
6077         raw_spin_unlock(&rq->lock);
6078         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
6079
6080         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
6081         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
6082
6083         /*
6084          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
6085          */
6086         idle->sched_class = &idle_sched_class;
6087         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
6088         vtime_init_idle(idle, cpu);
6089 #ifdef CONFIG_SMP
6090         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
6091 #endif
6092 }
6093
6094 #ifdef CONFIG_SMP
6095
6096 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
6097                               const struct cpumask *trial)
6098 {
6099         int ret = 1;
6100
6101         if (!cpumask_weight(cur))
6102                 return ret;
6103
6104         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
6105
6106         return ret;
6107 }
6108
6109 int task_can_attach(struct task_struct *p,
6110                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
6111 {
6112         int ret = 0;
6113
6114         /*
6115          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
6116          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
6117          * affinity and isolating such threads by their set of
6118          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
6119          * applicable for such threads.  This prevents checking for
6120          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
6121          * before cpus_mask may be changed.
6122          */
6123         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
6124                 ret = -EINVAL;
6125                 goto out;
6126         }
6127
6128         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
6129                                               cs_cpus_allowed))
6130                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
6131
6132 out:
6133         return ret;
6134 }
6135
6136 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
6137
6138 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
6139 /* Migrate current task p to target_cpu */
6140 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
6141 {
6142         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
6143         int curr_cpu = task_cpu(p);
6144
6145         if (curr_cpu == target_cpu)
6146                 return 0;
6147
6148         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
6149                 return -EINVAL;
6150
6151         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
6152
6153         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
6154         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
6155 }
6156
6157 /*
6158  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
6159  * tasks on the runqueues
6160  */
6161 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
6162 {
6163         bool queued, running;
6164         struct rq_flags rf;
6165         struct rq *rq;
6166
6167         rq = task_rq_lock(p, &rf);
6168         queued = task_on_rq_queued(p);
6169         running = task_current(rq, p);
6170
6171         if (queued)
6172                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
6173         if (running)
6174                 put_prev_task(rq, p);
6175
6176         p->numa_preferred_nid = nid;
6177
6178         if (queued)
6179                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
6180         if (running)
6181                 set_next_task(rq, p);
6182         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
6183 }
6184 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
6185
6186 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6187 /*
6188  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
6189  * offline.
6190  */
6191 void idle_task_exit(void)
6192 {
6193         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
6194
6195         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
6196
6197         if (mm != &init_mm) {
6198                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
6199                 current->active_mm = &init_mm;
6200                 finish_arch_post_lock_switch();
6201         }
6202         mmdrop(mm);
6203 }
6204
6205 /*
6206  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6207  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6208  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6209  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6210  * calculation.
6211  *
6212  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6213  */
6214 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6215 {
6216         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6217         if (delta)
6218                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6219 }
6220
6221 static struct task_struct *__pick_migrate_task(struct rq *rq)
6222 {
6223         const struct sched_class *class;
6224         struct task_struct *next;
6225
6226         for_each_class(class) {
6227                 next = class->pick_next_task(rq, NULL, NULL);
6228                 if (next) {
6229                         next->sched_class->put_prev_task(rq, next, NULL);
6230                         return next;
6231                 }
6232         }
6233
6234         /* The idle class should always have a runnable task */
6235         BUG();
6236 }
6237
6238 /*
6239  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6240  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6241  *
6242  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6243  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6244  * because of lock validation efforts.
6245  */
6246 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6247 {
6248         struct rq *rq = dead_rq;
6249         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6250         struct rq_flags orf = *rf;
6251         int dest_cpu;
6252
6253         /*
6254          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6255          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6256          *
6257          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6258          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6259          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6260          * done here.
6261          */
6262         rq->stop = NULL;
6263
6264         /*
6265          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6266          * class method both need to have an up-to-date
6267          * value of rq->clock[_task]
6268          */
6269         update_rq_clock(rq);
6270
6271         for (;;) {
6272                 /*
6273                  * There's this thread running, bail when that's the only
6274                  * remaining thread:
6275                  */
6276                 if (rq->nr_running == 1)
6277                         break;
6278
6279                 next = __pick_migrate_task(rq);
6280
6281                 /*
6282                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6283                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6284                  * stabilizes the mask.
6285                  *
6286                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6287                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6288                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6289                  */
6290                 rq_unlock(rq, rf);
6291                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6292                 rq_relock(rq, rf);
6293
6294                 /*
6295                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6296                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6297                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6298                  */
6299                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6300                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6301                         continue;
6302                 }
6303
6304                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6305                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6306                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6307                 if (rq != dead_rq) {
6308                         rq_unlock(rq, rf);
6309                         rq = dead_rq;
6310                         *rf = orf;
6311                         rq_relock(rq, rf);
6312                 }
6313                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6314         }
6315
6316         rq->stop = stop;
6317 }
6318 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6319
6320 void set_rq_online(struct rq *rq)
6321 {
6322         if (!rq->online) {
6323                 const struct sched_class *class;
6324
6325                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6326                 rq->online = 1;
6327
6328                 for_each_class(class) {
6329                         if (class->rq_online)
6330                                 class->rq_online(rq);
6331                 }
6332         }
6333 }
6334
6335 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6336 {
6337         if (rq->online) {
6338                 const struct sched_class *class;
6339
6340                 for_each_class(class) {
6341                         if (class->rq_offline)
6342                                 class->rq_offline(rq);
6343                 }
6344
6345                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6346                 rq->online = 0;
6347         }
6348 }
6349
6350 /*
6351  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6352  */
6353 static int num_cpus_frozen;
6354
6355 /*
6356  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6357  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6358  * around partition_sched_domains().
6359  *
6360  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6361  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6362  */
6363 static void cpuset_cpu_active(void)
6364 {
6365         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6366                 /*
6367                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6368                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6369                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6370                  * domain, ignoring cpusets.
6371                  */
6372                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6373                 if (--num_cpus_frozen)
6374                         return;
6375                 /*
6376                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6377                  * restore the original sched domains by considering the
6378                  * cpuset configurations.
6379                  */
6380                 cpuset_force_rebuild();
6381         }
6382         cpuset_update_active_cpus();
6383 }
6384
6385 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6386 {
6387         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6388                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6389                         return -EBUSY;
6390                 cpuset_update_active_cpus();
6391         } else {
6392                 num_cpus_frozen++;
6393                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6394         }
6395         return 0;
6396 }
6397
6398 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6399 {
6400         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6401         struct rq_flags rf;
6402
6403 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6404         /*
6405          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6406          */
6407         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6408                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6409 #endif
6410         set_cpu_active(cpu, true);
6411
6412         if (sched_smp_initialized) {
6413                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6414                 cpuset_cpu_active();
6415         }
6416
6417         /*
6418          * Put the rq online, if not already. This happens:
6419          *
6420          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6421          *    after all CPUs have been brought up.
6422          *
6423          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6424          *    domains.
6425          */
6426         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6427         if (rq->rd) {
6428                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6429                 set_rq_online(rq);
6430         }
6431         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6432
6433         update_max_interval();
6434
6435         return 0;
6436 }
6437
6438 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6439 {
6440         int ret;
6441
6442         set_cpu_active(cpu, false);
6443         /*
6444          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6445          * users of this state to go away such that all new such users will
6446          * observe it.
6447          *
6448          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6449          */
6450         synchronize_rcu();
6451
6452 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6453         /*
6454          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6455          */
6456         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6457                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6458 #endif
6459
6460         if (!sched_smp_initialized)
6461                 return 0;
6462
6463         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6464         if (ret) {
6465                 set_cpu_active(cpu, true);
6466                 return ret;
6467         }
6468         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6469         return 0;
6470 }
6471
6472 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6473 {
6474         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6475
6476         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6477         update_max_interval();
6478 }
6479
6480 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6481 {
6482         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6483         sched_tick_start(cpu);
6484         return 0;
6485 }
6486
6487 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6488 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6489 {
6490         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6491         struct rq_flags rf;
6492
6493         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6494         sched_ttwu_pending();
6495         sched_tick_stop(cpu);
6496
6497         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6498         if (rq->rd) {
6499                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6500                 set_rq_offline(rq);
6501         }
6502         migrate_tasks(rq, &rf);
6503         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6504         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6505
6506         calc_load_migrate(rq);
6507         update_max_interval();
6508         nohz_balance_exit_idle(rq);
6509         hrtick_clear(rq);
6510         return 0;
6511 }
6512 #endif
6513
6514 void __init sched_init_smp(void)
6515 {
6516         sched_init_numa();
6517
6518         /*
6519          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6520          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6521          * happen.
6522          */
6523         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6524         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6525         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6526
6527         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6528         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6529                 BUG();
6530         sched_init_granularity();
6531
6532         init_sched_rt_class();
6533         init_sched_dl_class();
6534
6535         sched_smp_initialized = true;
6536 }
6537
6538 static int __init migration_init(void)
6539 {
6540         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6541         return 0;
6542 }
6543 early_initcall(migration_init);
6544
6545 #else
6546 void __init sched_init_smp(void)
6547 {
6548         sched_init_granularity();
6549 }
6550 #endif /* CONFIG_SMP */
6551
6552 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6553 {
6554         return in_lock_functions(addr) ||
6555                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6556                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6557 }
6558
6559 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6560 /*
6561  * Default task group.
6562  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6563  */
6564 struct task_group root_task_group;
6565 LIST_HEAD(task_groups);
6566
6567 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6568 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6569 #endif
6570
6571 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6572 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6573
6574 void __init sched_init(void)
6575 {
6576         unsigned long ptr = 0;
6577         int i;
6578
6579         wait_bit_init();
6580
6581 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6582         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6583 #endif
6584 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6585         ptr += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6586 #endif
6587         if (ptr) {
6588                 ptr = (unsigned long)kzalloc(ptr, GFP_NOWAIT);
6589
6590 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6591                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6592                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6593
6594                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6595                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6596
6597 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6598 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6599                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6600                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6601
6602                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6603                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6604
6605 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6606         }
6607 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6608         for_each_possible_cpu(i) {
6609                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6610                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6611                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6612                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6613         }
6614 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6615
6616         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6617         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6618
6619 #ifdef CONFIG_SMP
6620         init_defrootdomain();
6621 #endif
6622
6623 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6624         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6625                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6626 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6627
6628 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6629         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6630
6631         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6632         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6633         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6634         autogroup_init(&init_task);
6635 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6636
6637         for_each_possible_cpu(i) {
6638                 struct rq *rq;
6639
6640                 rq = cpu_rq(i);
6641                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6642                 rq->nr_running = 0;
6643                 rq->calc_load_active = 0;
6644                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6645                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6646                 init_rt_rq(&rq->rt);
6647                 init_dl_rq(&rq->dl);
6648 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6649                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6650                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6651                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6652                 /*
6653                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6654                  *
6655                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6656                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6657                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6658                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6659                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6660                  * (se->load.weight).
6661                  *
6662                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6663                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6664                  * then A0's share of the CPU resource is:
6665                  *
6666                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6667                  *
6668                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6669                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6670                  */
6671                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6672                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6673 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6674
6675                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6676 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6677                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6678 #endif
6679 #ifdef CONFIG_SMP
6680                 rq->sd = NULL;
6681                 rq->rd = NULL;
6682                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6683                 rq->balance_callback = NULL;
6684                 rq->active_balance = 0;
6685                 rq->next_balance = jiffies;
6686                 rq->push_cpu = 0;
6687                 rq->cpu = i;
6688                 rq->online = 0;
6689                 rq->idle_stamp = 0;
6690                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6691                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6692
6693                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6694
6695                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6696 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6697                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6698                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6699                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6700 #endif
6701 #endif /* CONFIG_SMP */
6702                 hrtick_rq_init(rq);
6703                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6704         }
6705
6706         set_load_weight(&init_task, false);
6707
6708         /*
6709          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6710          */
6711         mmgrab(&init_mm);
6712         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6713
6714         /*
6715          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6716          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6717          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6718          * when this runqueue becomes "idle".
6719          */
6720         init_idle(current, smp_processor_id());
6721
6722         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6723
6724 #ifdef CONFIG_SMP
6725         idle_thread_set_boot_cpu();
6726 #endif
6727         init_sched_fair_class();
6728
6729         init_schedstats();
6730
6731         psi_init();
6732
6733         init_uclamp();
6734
6735         scheduler_running = 1;
6736 }
6737
6738 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6739 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6740 {
6741         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6742
6743         return (nested == preempt_offset);
6744 }
6745
6746 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6747 {
6748         /*
6749          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6750          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6751          * otherwise we will destroy state.
6752          */
6753         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6754                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6755                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6756                         current->state,
6757                         (void *)current->task_state_change,
6758                         (void *)current->task_state_change);
6759
6760         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6761 }
6762 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6763
6764 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6765 {
6766         /* Ratelimiting timestamp: */
6767         static unsigned long prev_jiffy;
6768
6769         unsigned long preempt_disable_ip;
6770
6771         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6772         rcu_sleep_check();
6773
6774         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6775              !is_idle_task(current) && !current->non_block_count) ||
6776             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6777             oops_in_progress)
6778                 return;
6779
6780         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6781                 return;
6782         prev_jiffy = jiffies;
6783
6784         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6785         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6786
6787         printk(KERN_ERR
6788                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6789                         file, line);
6790         printk(KERN_ERR
6791                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, non_block: %d, pid: %d, name: %s\n",
6792                         in_atomic(), irqs_disabled(), current->non_block_count,
6793                         current->pid, current->comm);
6794
6795         if (task_stack_end_corrupted(current))
6796                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6797
6798         debug_show_held_locks(current);
6799         if (irqs_disabled())
6800                 print_irqtrace_events(current);
6801         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6802             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6803                 pr_err("Preemption disabled at:");
6804                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6805                 pr_cont("\n");
6806         }
6807         dump_stack();
6808         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6809 }
6810 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6811
6812 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6813 {
6814         static unsigned long prev_jiffy;
6815
6816         if (irqs_disabled())
6817                 return;
6818
6819         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6820                 return;
6821
6822         if (preempt_count() > preempt_offset)
6823                 return;
6824
6825         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6826                 return;
6827         prev_jiffy = jiffies;
6828
6829         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6830         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6831                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6832                         current->pid, current->comm);
6833
6834         debug_show_held_locks(current);
6835         dump_stack();
6836         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6837 }
6838 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6839 #endif
6840
6841 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6842 void normalize_rt_tasks(void)
6843 {
6844         struct task_struct *g, *p;
6845         struct sched_attr attr = {
6846                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6847         };
6848
6849         read_lock(&tasklist_lock);
6850         for_each_process_thread(g, p) {
6851                 /*
6852                  * Only normalize user tasks:
6853                  */
6854                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6855                         continue;
6856
6857                 p->se.exec_start = 0;
6858                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6859                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6860                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6861
6862                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6863                         /*
6864                          * Renice negative nice level userspace
6865                          * tasks back to 0:
6866                          */
6867                         if (task_nice(p) < 0)
6868                                 set_user_nice(p, 0);
6869                         continue;
6870                 }
6871
6872                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6873         }
6874         read_unlock(&tasklist_lock);
6875 }
6876
6877 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6878
6879 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6880 /*
6881  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6882  *
6883  * They can only be called when the whole system has been
6884  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6885  * activity can take place. Using them for anything else would
6886  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6887  * under any other configuration.
6888  */
6889
6890 /**
6891  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6892  * @cpu: the processor in question.
6893  *
6894  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6895  *
6896  * Return: The current task for @cpu.
6897  */
6898 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6899 {
6900         return cpu_curr(cpu);
6901 }
6902
6903 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6904
6905 #ifdef CONFIG_IA64
6906 /**
6907  * ia64_set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6908  * @cpu: the processor in question.
6909  * @p: the task pointer to set.
6910  *
6911  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6912  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6913  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6914  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6915  * and caller must save the original value of the current task (see
6916  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6917  * re-starting the system.
6918  *
6919  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6920  */
6921 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6922 {
6923         cpu_curr(cpu) = p;
6924 }
6925
6926 #endif
6927
6928 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6929 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6930 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6931
6932 static inline void alloc_uclamp_sched_group(struct task_group *tg,
6933                                             struct task_group *parent)
6934 {
6935 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
6936         enum uclamp_id clamp_id;
6937
6938         for_each_clamp_id(clamp_id) {
6939                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id],
6940                               uclamp_none(clamp_id), false);
6941                 tg->uclamp[clamp_id] = parent->uclamp[clamp_id];
6942         }
6943 #endif
6944 }
6945
6946 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6947 {
6948         free_fair_sched_group(tg);
6949         free_rt_sched_group(tg);
6950         autogroup_free(tg);
6951         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6952 }
6953
6954 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6955 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6956 {
6957         struct task_group *tg;
6958
6959         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6960         if (!tg)
6961                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6962
6963         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6964                 goto err;
6965
6966         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6967                 goto err;
6968
6969         alloc_uclamp_sched_group(tg, parent);
6970
6971         return tg;
6972
6973 err:
6974         sched_free_group(tg);
6975         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6976 }
6977
6978 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6979 {
6980         unsigned long flags;
6981
6982         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6983         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6984
6985         /* Root should already exist: */
6986         WARN_ON(!parent);
6987
6988         tg->parent = parent;
6989         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6990         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6991         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6992
6993         online_fair_sched_group(tg);
6994 }
6995
6996 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6997 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6998 {
6999         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
7000         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
7001 }
7002
7003 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
7004 {
7005         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
7006         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
7007 }
7008
7009 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
7010 {
7011         unsigned long flags;
7012
7013         /* End participation in shares distribution: */
7014         unregister_fair_sched_group(tg);
7015
7016         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
7017         list_del_rcu(&tg->list);
7018         list_del_rcu(&tg->siblings);
7019         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
7020 }
7021
7022 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
7023 {
7024         struct task_group *tg;
7025
7026         /*
7027          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
7028          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
7029          * to prevent lockdep warnings.
7030          */
7031         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
7032                           struct task_group, css);
7033         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
7034         tsk->sched_task_group = tg;
7035
7036 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7037         if (tsk->sched_class->task_change_group)
7038                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
7039         else
7040 #endif
7041                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
7042 }
7043
7044 /*
7045  * Change task's runqueue when it moves between groups.
7046  *
7047  * The caller of this function should have put the task in its new group by
7048  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
7049  * its new group.
7050  */
7051 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
7052 {
7053         int queued, running, queue_flags =
7054                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
7055         struct rq_flags rf;
7056         struct rq *rq;
7057
7058         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
7059         update_rq_clock(rq);
7060
7061         running = task_current(rq, tsk);
7062         queued = task_on_rq_queued(tsk);
7063
7064         if (queued)
7065                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
7066         if (running)
7067                 put_prev_task(rq, tsk);
7068
7069         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
7070
7071         if (queued)
7072                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
7073         if (running)
7074                 set_next_task(rq, tsk);
7075
7076         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
7077 }
7078
7079 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
7080 {
7081         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
7082 }
7083
7084 static struct cgroup_subsys_state *
7085 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
7086 {
7087         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
7088         struct task_group *tg;
7089
7090         if (!parent) {
7091                 /* This is early initialization for the top cgroup */
7092                 return &root_task_group.css;
7093         }
7094
7095         tg = sched_create_group(parent);
7096         if (IS_ERR(tg))
7097                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
7098
7099         return &tg->css;
7100 }
7101
7102 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
7103 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
7104 {
7105         struct task_group *tg = css_tg(css);
7106         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
7107
7108         if (parent)
7109                 sched_online_group(tg, parent);
7110         return 0;
7111 }
7112
7113 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
7114 {
7115         struct task_group *tg = css_tg(css);
7116
7117         sched_offline_group(tg);
7118 }
7119
7120 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
7121 {
7122         struct task_group *tg = css_tg(css);
7123
7124         /*
7125          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
7126          */
7127         sched_free_group(tg);
7128 }
7129
7130 /*
7131  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
7132  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
7133  */
7134 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
7135 {
7136         struct rq_flags rf;
7137         struct rq *rq;
7138
7139         rq = task_rq_lock(task, &rf);
7140
7141         update_rq_clock(rq);
7142         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
7143
7144         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
7145 }
7146
7147 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7148 {
7149         struct task_struct *task;
7150         struct cgroup_subsys_state *css;
7151         int ret = 0;
7152
7153         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
7154 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7155                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
7156                         return -EINVAL;
7157 #endif
7158                 /*
7159                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
7160                  * running, we're sure to observe its full state.
7161                  */
7162                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
7163                 /*
7164                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
7165                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
7166                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
7167                  */
7168                 if (task->state == TASK_NEW)
7169                         ret = -EINVAL;
7170                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
7171
7172                 if (ret)
7173                         break;
7174         }
7175         return ret;
7176 }
7177
7178 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
7179 {
7180         struct task_struct *task;
7181         struct cgroup_subsys_state *css;
7182
7183         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
7184                 sched_move_task(task);
7185 }
7186
7187 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7188 static void cpu_util_update_eff(struct cgroup_subsys_state *css)
7189 {
7190         struct cgroup_subsys_state *top_css = css;
7191         struct uclamp_se *uc_parent = NULL;
7192         struct uclamp_se *uc_se = NULL;
7193         unsigned int eff[UCLAMP_CNT];
7194         enum uclamp_id clamp_id;
7195         unsigned int clamps;
7196
7197         css_for_each_descendant_pre(css, top_css) {
7198                 uc_parent = css_tg(css)->parent
7199                         ? css_tg(css)->parent->uclamp : NULL;
7200
7201                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7202                         /* Assume effective clamps matches requested clamps */
7203                         eff[clamp_id] = css_tg(css)->uclamp_req[clamp_id].value;
7204                         /* Cap effective clamps with parent's effective clamps */
7205                         if (uc_parent &&
7206                             eff[clamp_id] > uc_parent[clamp_id].value) {
7207                                 eff[clamp_id] = uc_parent[clamp_id].value;
7208                         }
7209                 }
7210                 /* Ensure protection is always capped by limit */
7211                 eff[UCLAMP_MIN] = min(eff[UCLAMP_MIN], eff[UCLAMP_MAX]);
7212
7213                 /* Propagate most restrictive effective clamps */
7214                 clamps = 0x0;
7215                 uc_se = css_tg(css)->uclamp;
7216                 for_each_clamp_id(clamp_id) {
7217                         if (eff[clamp_id] == uc_se[clamp_id].value)
7218                                 continue;
7219                         uc_se[clamp_id].value = eff[clamp_id];
7220                         uc_se[clamp_id].bucket_id = uclamp_bucket_id(eff[clamp_id]);
7221                         clamps |= (0x1 << clamp_id);
7222                 }
7223                 if (!clamps) {
7224                         css = css_rightmost_descendant(css);
7225                         continue;
7226                 }
7227
7228                 /* Immediately update descendants RUNNABLE tasks */
7229                 uclamp_update_active_tasks(css, clamps);
7230         }
7231 }
7232
7233 /*
7234  * Integer 10^N with a given N exponent by casting to integer the literal "1eN"
7235  * C expression. Since there is no way to convert a macro argument (N) into a
7236  * character constant, use two levels of macros.
7237  */
7238 #define _POW10(exp) ((unsigned int)1e##exp)
7239 #define POW10(exp) _POW10(exp)
7240
7241 struct uclamp_request {
7242 #define UCLAMP_PERCENT_SHIFT    2
7243 #define UCLAMP_PERCENT_SCALE    (100 * POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT))
7244         s64 percent;
7245         u64 util;
7246         int ret;
7247 };
7248
7249 static inline struct uclamp_request
7250 capacity_from_percent(char *buf)
7251 {
7252         struct uclamp_request req = {
7253                 .percent = UCLAMP_PERCENT_SCALE,
7254                 .util = SCHED_CAPACITY_SCALE,
7255                 .ret = 0,
7256         };
7257
7258         buf = strim(buf);
7259         if (strcmp(buf, "max")) {
7260                 req.ret = cgroup_parse_float(buf, UCLAMP_PERCENT_SHIFT,
7261                                              &req.percent);
7262                 if (req.ret)
7263                         return req;
7264                 if (req.percent > UCLAMP_PERCENT_SCALE) {
7265                         req.ret = -ERANGE;
7266                         return req;
7267                 }
7268
7269                 req.util = req.percent << SCHED_CAPACITY_SHIFT;
7270                 req.util = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(req.util, UCLAMP_PERCENT_SCALE);
7271         }
7272
7273         return req;
7274 }
7275
7276 static ssize_t cpu_uclamp_write(struct kernfs_open_file *of, char *buf,
7277                                 size_t nbytes, loff_t off,
7278                                 enum uclamp_id clamp_id)
7279 {
7280         struct uclamp_request req;
7281         struct task_group *tg;
7282
7283         req = capacity_from_percent(buf);
7284         if (req.ret)
7285                 return req.ret;
7286
7287         mutex_lock(&uclamp_mutex);
7288         rcu_read_lock();
7289
7290         tg = css_tg(of_css(of));
7291         if (tg->uclamp_req[clamp_id].value != req.util)
7292                 uclamp_se_set(&tg->uclamp_req[clamp_id], req.util, false);
7293
7294         /*
7295          * Because of not recoverable conversion rounding we keep track of the
7296          * exact requested value
7297          */
7298         tg->uclamp_pct[clamp_id] = req.percent;
7299
7300         /* Update effective clamps to track the most restrictive value */
7301         cpu_util_update_eff(of_css(of));
7302
7303         rcu_read_unlock();
7304         mutex_unlock(&uclamp_mutex);
7305
7306         return nbytes;
7307 }
7308
7309 static ssize_t cpu_uclamp_min_write(struct kernfs_open_file *of,
7310                                     char *buf, size_t nbytes,
7311                                     loff_t off)
7312 {
7313         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MIN);
7314 }
7315
7316 static ssize_t cpu_uclamp_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7317                                     char *buf, size_t nbytes,
7318                                     loff_t off)
7319 {
7320         return cpu_uclamp_write(of, buf, nbytes, off, UCLAMP_MAX);
7321 }
7322
7323 static inline void cpu_uclamp_print(struct seq_file *sf,
7324                                     enum uclamp_id clamp_id)
7325 {
7326         struct task_group *tg;
7327         u64 util_clamp;
7328         u64 percent;
7329         u32 rem;
7330
7331         rcu_read_lock();
7332         tg = css_tg(seq_css(sf));
7333         util_clamp = tg->uclamp_req[clamp_id].value;
7334         rcu_read_unlock();
7335
7336         if (util_clamp == SCHED_CAPACITY_SCALE) {
7337                 seq_puts(sf, "max\n");
7338                 return;
7339         }
7340
7341         percent = tg->uclamp_pct[clamp_id];
7342         percent = div_u64_rem(percent, POW10(UCLAMP_PERCENT_SHIFT), &rem);
7343         seq_printf(sf, "%llu.%0*u\n", percent, UCLAMP_PERCENT_SHIFT, rem);
7344 }
7345
7346 static int cpu_uclamp_min_show(struct seq_file *sf, void *v)
7347 {
7348         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MIN);
7349         return 0;
7350 }
7351
7352 static int cpu_uclamp_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7353 {
7354         cpu_uclamp_print(sf, UCLAMP_MAX);
7355         return 0;
7356 }
7357 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP */
7358
7359 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7360 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7361                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
7362 {
7363         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
7364                 shareval = MAX_SHARES;
7365         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
7366 }
7367
7368 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7369                                struct cftype *cft)
7370 {
7371         struct task_group *tg = css_tg(css);
7372
7373         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
7374 }
7375
7376 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7377 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
7378
7379 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
7380 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
7381
7382 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7383
7384 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7385 {
7386         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7387         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7388
7389         if (tg == &root_task_group)
7390                 return -EINVAL;
7391
7392         /*
7393          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7394          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7395          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7396          */
7397         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7398                 return -EINVAL;
7399
7400         /*
7401          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7402          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7403          * feasibility.
7404          */
7405         if (period > max_cfs_quota_period)
7406                 return -EINVAL;
7407
7408         /*
7409          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7410          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7411          */
7412         get_online_cpus();
7413         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7414         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7415         if (ret)
7416                 goto out_unlock;
7417
7418         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7419         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7420         /*
7421          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7422          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7423          */
7424         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7425                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7426         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7427         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7428         cfs_b->quota = quota;
7429
7430         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7431
7432         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7433         if (runtime_enabled)
7434                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7435
7436         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7437
7438         for_each_online_cpu(i) {
7439                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7440                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7441                 struct rq_flags rf;
7442
7443                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7444                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7445                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7446
7447                 if (cfs_rq->throttled)
7448                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7449                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7450         }
7451         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7452                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7453 out_unlock:
7454         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7455         put_online_cpus();
7456
7457         return ret;
7458 }
7459
7460 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7461 {
7462         u64 quota, period;
7463
7464         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7465         if (cfs_quota_us < 0)
7466                 quota = RUNTIME_INF;
7467         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7468                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7469         else
7470                 return -EINVAL;
7471
7472         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7473 }
7474
7475 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7476 {
7477         u64 quota_us;
7478
7479         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7480                 return -1;
7481
7482         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7483         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7484
7485         return quota_us;
7486 }
7487
7488 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7489 {
7490         u64 quota, period;
7491
7492         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7493                 return -EINVAL;
7494
7495         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7496         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7497
7498         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7499 }
7500
7501 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7502 {
7503         u64 cfs_period_us;
7504
7505         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7506         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7507
7508         return cfs_period_us;
7509 }
7510
7511 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7512                                   struct cftype *cft)
7513 {
7514         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7515 }
7516
7517 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7518                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7519 {
7520         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7521 }
7522
7523 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7524                                    struct cftype *cft)
7525 {
7526         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7527 }
7528
7529 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7530                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7531 {
7532         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7533 }
7534
7535 struct cfs_schedulable_data {
7536         struct task_group *tg;
7537         u64 period, quota;
7538 };
7539
7540 /*
7541  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7542  * note: units are usecs
7543  */
7544 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7545                                struct cfs_schedulable_data *d)
7546 {
7547         u64 quota, period;
7548
7549         if (tg == d->tg) {
7550                 period = d->period;
7551                 quota = d->quota;
7552         } else {
7553                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7554                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7555         }
7556
7557         /* note: these should typically be equivalent */
7558         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7559                 return RUNTIME_INF;
7560
7561         return to_ratio(period, quota);
7562 }
7563
7564 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7565 {
7566         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7567         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7568         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7569
7570         if (!tg->parent) {
7571                 quota = RUNTIME_INF;
7572         } else {
7573                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7574
7575                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7576                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7577
7578                 /*
7579                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7580                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7581                  * limit is set:
7582                  */
7583                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7584                         quota = min(quota, parent_quota);
7585                 } else {
7586                         if (quota == RUNTIME_INF)
7587                                 quota = parent_quota;
7588                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7589                                 return -EINVAL;
7590                 }
7591         }
7592         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7593
7594         return 0;
7595 }
7596
7597 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7598 {
7599         int ret;
7600         struct cfs_schedulable_data data = {
7601                 .tg = tg,
7602                 .period = period,
7603                 .quota = quota,
7604         };
7605
7606         if (quota != RUNTIME_INF) {
7607                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7608                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7609         }
7610
7611         rcu_read_lock();
7612         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7613         rcu_read_unlock();
7614
7615         return ret;
7616 }
7617
7618 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7619 {
7620         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7621         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7622
7623         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7624         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7625         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7626
7627         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7628                 u64 ws = 0;
7629                 int i;
7630
7631                 for_each_possible_cpu(i)
7632                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7633
7634                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7635         }
7636
7637         return 0;
7638 }
7639 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7640 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7641
7642 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7643 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7644                                 struct cftype *cft, s64 val)
7645 {
7646         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7647 }
7648
7649 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7650                                struct cftype *cft)
7651 {
7652         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7653 }
7654
7655 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7656                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7657 {
7658         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7659 }
7660
7661 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7662                                    struct cftype *cft)
7663 {
7664         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7665 }
7666 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7667
7668 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7669 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7670         {
7671                 .name = "shares",
7672                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7673                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7674         },
7675 #endif
7676 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7677         {
7678                 .name = "cfs_quota_us",
7679                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7680                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7681         },
7682         {
7683                 .name = "cfs_period_us",
7684                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7685                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7686         },
7687         {
7688                 .name = "stat",
7689                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7690         },
7691 #endif
7692 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7693         {
7694                 .name = "rt_runtime_us",
7695                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7696                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7697         },
7698         {
7699                 .name = "rt_period_us",
7700                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7701                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7702         },
7703 #endif
7704 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7705         {
7706                 .name = "uclamp.min",
7707                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7708                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7709                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7710         },
7711         {
7712                 .name = "uclamp.max",
7713                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7714                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7715                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7716         },
7717 #endif
7718         { }     /* Terminate */
7719 };
7720
7721 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7722                                struct cgroup_subsys_state *css)
7723 {
7724 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7725         {
7726                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7727                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7728                 u64 throttled_usec;
7729
7730                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7731                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7732
7733                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7734                            "nr_throttled %d\n"
7735                            "throttled_usec %llu\n",
7736                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7737                            throttled_usec);
7738         }
7739 #endif
7740         return 0;
7741 }
7742
7743 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7744 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7745                                struct cftype *cft)
7746 {
7747         struct task_group *tg = css_tg(css);
7748         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7749
7750         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7751 }
7752
7753 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7754                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7755 {
7756         /*
7757          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7758          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7759          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7760          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7761          * the original value over the entire range.
7762          */
7763         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7764                 return -ERANGE;
7765
7766         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7767
7768         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7769 }
7770
7771 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7772                                     struct cftype *cft)
7773 {
7774         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7775         int last_delta = INT_MAX;
7776         int prio, delta;
7777
7778         /* find the closest nice value to the current weight */
7779         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7780                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7781                 if (delta >= last_delta)
7782                         break;
7783                 last_delta = delta;
7784         }
7785
7786         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7787 }
7788
7789 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7790                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7791 {
7792         unsigned long weight;
7793         int idx;
7794
7795         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7796                 return -ERANGE;
7797
7798         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7799         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7800         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7801
7802         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7803 }
7804 #endif
7805
7806 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7807                                                   long period, long quota)
7808 {
7809         if (quota < 0)
7810                 seq_puts(sf, "max");
7811         else
7812                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7813
7814         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7815 }
7816
7817 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7818 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7819                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7820 {
7821         char tok[21];   /* U64_MAX */
7822
7823         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7824                 return -EINVAL;
7825
7826         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7827
7828         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7829                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7830         else if (!strcmp(tok, "max"))
7831                 *quotap = RUNTIME_INF;
7832         else
7833                 return -EINVAL;
7834
7835         return 0;
7836 }
7837
7838 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7839 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7840 {
7841         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7842
7843         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7844         return 0;
7845 }
7846
7847 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7848                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7849 {
7850         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7851         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7852         u64 quota;
7853         int ret;
7854
7855         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7856         if (!ret)
7857                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7858         return ret ?: nbytes;
7859 }
7860 #endif
7861
7862 static struct cftype cpu_files[] = {
7863 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7864         {
7865                 .name = "weight",
7866                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7867                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7868                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7869         },
7870         {
7871                 .name = "weight.nice",
7872                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7873                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7874                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7875         },
7876 #endif
7877 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7878         {
7879                 .name = "max",
7880                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7881                 .seq_show = cpu_max_show,
7882                 .write = cpu_max_write,
7883         },
7884 #endif
7885 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK_GROUP
7886         {
7887                 .name = "uclamp.min",
7888                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7889                 .seq_show = cpu_uclamp_min_show,
7890                 .write = cpu_uclamp_min_write,
7891         },
7892         {
7893                 .name = "uclamp.max",
7894                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7895                 .seq_show = cpu_uclamp_max_show,
7896                 .write = cpu_uclamp_max_write,
7897         },
7898 #endif
7899         { }     /* terminate */
7900 };
7901
7902 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7903         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7904         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7905         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7906         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7907         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7908         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7909         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7910         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7911         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7912         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7913         .early_init     = true,
7914         .threaded       = true,
7915 };
7916
7917 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7918
7919 void dump_cpu_task(int cpu)
7920 {
7921         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7922         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7923 }
7924
7925 /*
7926  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7927  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7928  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7929  * that remained on nice 0.
7930  *
7931  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7932  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7933  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7934  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7935  * the relative distance between them is ~25%.)
7936  */
7937 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7938  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7939  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7940  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7941  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7942  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7943  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7944  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7945  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7946 };
7947
7948 /*
7949  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7950  *
7951  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7952  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7953  * into multiplications:
7954  */
7955 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7956  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7957  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7958  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7959  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7960  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7961  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7962  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7963  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7964 };
7965
7966 #undef CREATE_TRACE_POINTS