Merge tag 'for-5.3-rc8-tag' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel/git/kdave...
[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);
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);
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);
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 /* Max allowed minimum utilization */
777 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_min = SCHED_CAPACITY_SCALE;
778
779 /* Max allowed maximum utilization */
780 unsigned int sysctl_sched_uclamp_util_max = SCHED_CAPACITY_SCALE;
781
782 /* All clamps are required to be less or equal than these values */
783 static struct uclamp_se uclamp_default[UCLAMP_CNT];
784
785 /* Integer rounded range for each bucket */
786 #define UCLAMP_BUCKET_DELTA DIV_ROUND_CLOSEST(SCHED_CAPACITY_SCALE, UCLAMP_BUCKETS)
787
788 #define for_each_clamp_id(clamp_id) \
789         for ((clamp_id) = 0; (clamp_id) < UCLAMP_CNT; (clamp_id)++)
790
791 static inline unsigned int uclamp_bucket_id(unsigned int clamp_value)
792 {
793         return clamp_value / UCLAMP_BUCKET_DELTA;
794 }
795
796 static inline unsigned int uclamp_bucket_base_value(unsigned int clamp_value)
797 {
798         return UCLAMP_BUCKET_DELTA * uclamp_bucket_id(clamp_value);
799 }
800
801 static inline unsigned int uclamp_none(int clamp_id)
802 {
803         if (clamp_id == UCLAMP_MIN)
804                 return 0;
805         return SCHED_CAPACITY_SCALE;
806 }
807
808 static inline void uclamp_se_set(struct uclamp_se *uc_se,
809                                  unsigned int value, bool user_defined)
810 {
811         uc_se->value = value;
812         uc_se->bucket_id = uclamp_bucket_id(value);
813         uc_se->user_defined = user_defined;
814 }
815
816 static inline unsigned int
817 uclamp_idle_value(struct rq *rq, unsigned int clamp_id,
818                   unsigned int clamp_value)
819 {
820         /*
821          * Avoid blocked utilization pushing up the frequency when we go
822          * idle (which drops the max-clamp) by retaining the last known
823          * max-clamp.
824          */
825         if (clamp_id == UCLAMP_MAX) {
826                 rq->uclamp_flags |= UCLAMP_FLAG_IDLE;
827                 return clamp_value;
828         }
829
830         return uclamp_none(UCLAMP_MIN);
831 }
832
833 static inline void uclamp_idle_reset(struct rq *rq, unsigned int clamp_id,
834                                      unsigned int clamp_value)
835 {
836         /* Reset max-clamp retention only on idle exit */
837         if (!(rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE))
838                 return;
839
840         WRITE_ONCE(rq->uclamp[clamp_id].value, clamp_value);
841 }
842
843 static inline
844 unsigned int uclamp_rq_max_value(struct rq *rq, unsigned int clamp_id,
845                                  unsigned int clamp_value)
846 {
847         struct uclamp_bucket *bucket = rq->uclamp[clamp_id].bucket;
848         int bucket_id = UCLAMP_BUCKETS - 1;
849
850         /*
851          * Since both min and max clamps are max aggregated, find the
852          * top most bucket with tasks in.
853          */
854         for ( ; bucket_id >= 0; bucket_id--) {
855                 if (!bucket[bucket_id].tasks)
856                         continue;
857                 return bucket[bucket_id].value;
858         }
859
860         /* No tasks -- default clamp values */
861         return uclamp_idle_value(rq, clamp_id, clamp_value);
862 }
863
864 /*
865  * The effective clamp bucket index of a task depends on, by increasing
866  * priority:
867  * - the task specific clamp value, when explicitly requested from userspace
868  * - the system default clamp value, defined by the sysadmin
869  */
870 static inline struct uclamp_se
871 uclamp_eff_get(struct task_struct *p, unsigned int clamp_id)
872 {
873         struct uclamp_se uc_req = p->uclamp_req[clamp_id];
874         struct uclamp_se uc_max = uclamp_default[clamp_id];
875
876         /* System default restrictions always apply */
877         if (unlikely(uc_req.value > uc_max.value))
878                 return uc_max;
879
880         return uc_req;
881 }
882
883 unsigned int uclamp_eff_value(struct task_struct *p, unsigned int clamp_id)
884 {
885         struct uclamp_se uc_eff;
886
887         /* Task currently refcounted: use back-annotated (effective) value */
888         if (p->uclamp[clamp_id].active)
889                 return p->uclamp[clamp_id].value;
890
891         uc_eff = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
892
893         return uc_eff.value;
894 }
895
896 /*
897  * When a task is enqueued on a rq, the clamp bucket currently defined by the
898  * task's uclamp::bucket_id is refcounted on that rq. This also immediately
899  * updates the rq's clamp value if required.
900  *
901  * Tasks can have a task-specific value requested from user-space, track
902  * within each bucket the maximum value for tasks refcounted in it.
903  * This "local max aggregation" allows to track the exact "requested" value
904  * for each bucket when all its RUNNABLE tasks require the same clamp.
905  */
906 static inline void uclamp_rq_inc_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
907                                     unsigned int clamp_id)
908 {
909         struct uclamp_rq *uc_rq = &rq->uclamp[clamp_id];
910         struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp[clamp_id];
911         struct uclamp_bucket *bucket;
912
913         lockdep_assert_held(&rq->lock);
914
915         /* Update task effective clamp */
916         p->uclamp[clamp_id] = uclamp_eff_get(p, clamp_id);
917
918         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
919         bucket->tasks++;
920         uc_se->active = true;
921
922         uclamp_idle_reset(rq, clamp_id, uc_se->value);
923
924         /*
925          * Local max aggregation: rq buckets always track the max
926          * "requested" clamp value of its RUNNABLE tasks.
927          */
928         if (bucket->tasks == 1 || uc_se->value > bucket->value)
929                 bucket->value = uc_se->value;
930
931         if (uc_se->value > READ_ONCE(uc_rq->value))
932                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, uc_se->value);
933 }
934
935 /*
936  * When a task is dequeued from a rq, the clamp bucket refcounted by the task
937  * is released. If this is the last task reference counting the rq's max
938  * active clamp value, then the rq's clamp value is updated.
939  *
940  * Both refcounted tasks and rq's cached clamp values are expected to be
941  * always valid. If it's detected they are not, as defensive programming,
942  * enforce the expected state and warn.
943  */
944 static inline void uclamp_rq_dec_id(struct rq *rq, struct task_struct *p,
945                                     unsigned int 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         unsigned int bkt_clamp;
951         unsigned int rq_clamp;
952
953         lockdep_assert_held(&rq->lock);
954
955         bucket = &uc_rq->bucket[uc_se->bucket_id];
956         SCHED_WARN_ON(!bucket->tasks);
957         if (likely(bucket->tasks))
958                 bucket->tasks--;
959         uc_se->active = false;
960
961         /*
962          * Keep "local max aggregation" simple and accept to (possibly)
963          * overboost some RUNNABLE tasks in the same bucket.
964          * The rq clamp bucket value is reset to its base value whenever
965          * there are no more RUNNABLE tasks refcounting it.
966          */
967         if (likely(bucket->tasks))
968                 return;
969
970         rq_clamp = READ_ONCE(uc_rq->value);
971         /*
972          * Defensive programming: this should never happen. If it happens,
973          * e.g. due to future modification, warn and fixup the expected value.
974          */
975         SCHED_WARN_ON(bucket->value > rq_clamp);
976         if (bucket->value >= rq_clamp) {
977                 bkt_clamp = uclamp_rq_max_value(rq, clamp_id, uc_se->value);
978                 WRITE_ONCE(uc_rq->value, bkt_clamp);
979         }
980 }
981
982 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p)
983 {
984         unsigned int clamp_id;
985
986         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
987                 return;
988
989         for_each_clamp_id(clamp_id)
990                 uclamp_rq_inc_id(rq, p, clamp_id);
991
992         /* Reset clamp idle holding when there is one RUNNABLE task */
993         if (rq->uclamp_flags & UCLAMP_FLAG_IDLE)
994                 rq->uclamp_flags &= ~UCLAMP_FLAG_IDLE;
995 }
996
997 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p)
998 {
999         unsigned int clamp_id;
1000
1001         if (unlikely(!p->sched_class->uclamp_enabled))
1002                 return;
1003
1004         for_each_clamp_id(clamp_id)
1005                 uclamp_rq_dec_id(rq, p, clamp_id);
1006 }
1007
1008 int sysctl_sched_uclamp_handler(struct ctl_table *table, int write,
1009                                 void __user *buffer, size_t *lenp,
1010                                 loff_t *ppos)
1011 {
1012         int old_min, old_max;
1013         static DEFINE_MUTEX(mutex);
1014         int result;
1015
1016         mutex_lock(&mutex);
1017         old_min = sysctl_sched_uclamp_util_min;
1018         old_max = sysctl_sched_uclamp_util_max;
1019
1020         result = proc_dointvec(table, write, buffer, lenp, ppos);
1021         if (result)
1022                 goto undo;
1023         if (!write)
1024                 goto done;
1025
1026         if (sysctl_sched_uclamp_util_min > sysctl_sched_uclamp_util_max ||
1027             sysctl_sched_uclamp_util_max > SCHED_CAPACITY_SCALE) {
1028                 result = -EINVAL;
1029                 goto undo;
1030         }
1031
1032         if (old_min != sysctl_sched_uclamp_util_min) {
1033                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MIN],
1034                               sysctl_sched_uclamp_util_min, false);
1035         }
1036         if (old_max != sysctl_sched_uclamp_util_max) {
1037                 uclamp_se_set(&uclamp_default[UCLAMP_MAX],
1038                               sysctl_sched_uclamp_util_max, false);
1039         }
1040
1041         /*
1042          * Updating all the RUNNABLE task is expensive, keep it simple and do
1043          * just a lazy update at each next enqueue time.
1044          */
1045         goto done;
1046
1047 undo:
1048         sysctl_sched_uclamp_util_min = old_min;
1049         sysctl_sched_uclamp_util_max = old_max;
1050 done:
1051         mutex_unlock(&mutex);
1052
1053         return result;
1054 }
1055
1056 static int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1057                            const struct sched_attr *attr)
1058 {
1059         unsigned int lower_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
1060         unsigned int upper_bound = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
1061
1062         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN)
1063                 lower_bound = attr->sched_util_min;
1064         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX)
1065                 upper_bound = attr->sched_util_max;
1066
1067         if (lower_bound > upper_bound)
1068                 return -EINVAL;
1069         if (upper_bound > SCHED_CAPACITY_SCALE)
1070                 return -EINVAL;
1071
1072         return 0;
1073 }
1074
1075 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1076                                   const struct sched_attr *attr)
1077 {
1078         unsigned int clamp_id;
1079
1080         /*
1081          * On scheduling class change, reset to default clamps for tasks
1082          * without a task-specific value.
1083          */
1084         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1085                 struct uclamp_se *uc_se = &p->uclamp_req[clamp_id];
1086                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1087
1088                 /* Keep using defined clamps across class changes */
1089                 if (uc_se->user_defined)
1090                         continue;
1091
1092                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1093                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1094                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1095
1096                 uclamp_se_set(uc_se, clamp_value, false);
1097         }
1098
1099         if (likely(!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)))
1100                 return;
1101
1102         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MIN) {
1103                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MIN],
1104                               attr->sched_util_min, true);
1105         }
1106
1107         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP_MAX) {
1108                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[UCLAMP_MAX],
1109                               attr->sched_util_max, true);
1110         }
1111 }
1112
1113 static void uclamp_fork(struct task_struct *p)
1114 {
1115         unsigned int clamp_id;
1116
1117         for_each_clamp_id(clamp_id)
1118                 p->uclamp[clamp_id].active = false;
1119
1120         if (likely(!p->sched_reset_on_fork))
1121                 return;
1122
1123         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1124                 unsigned int clamp_value = uclamp_none(clamp_id);
1125
1126                 /* By default, RT tasks always get 100% boost */
1127                 if (unlikely(rt_task(p) && clamp_id == UCLAMP_MIN))
1128                         clamp_value = uclamp_none(UCLAMP_MAX);
1129
1130                 uclamp_se_set(&p->uclamp_req[clamp_id], clamp_value, false);
1131         }
1132 }
1133
1134 static void __init init_uclamp(void)
1135 {
1136         struct uclamp_se uc_max = {};
1137         unsigned int clamp_id;
1138         int cpu;
1139
1140         for_each_possible_cpu(cpu) {
1141                 memset(&cpu_rq(cpu)->uclamp, 0, sizeof(struct uclamp_rq));
1142                 cpu_rq(cpu)->uclamp_flags = 0;
1143         }
1144
1145         for_each_clamp_id(clamp_id) {
1146                 uclamp_se_set(&init_task.uclamp_req[clamp_id],
1147                               uclamp_none(clamp_id), false);
1148         }
1149
1150         /* System defaults allow max clamp values for both indexes */
1151         uclamp_se_set(&uc_max, uclamp_none(UCLAMP_MAX), false);
1152         for_each_clamp_id(clamp_id)
1153                 uclamp_default[clamp_id] = uc_max;
1154 }
1155
1156 #else /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1157 static inline void uclamp_rq_inc(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1158 static inline void uclamp_rq_dec(struct rq *rq, struct task_struct *p) { }
1159 static inline int uclamp_validate(struct task_struct *p,
1160                                   const struct sched_attr *attr)
1161 {
1162         return -EOPNOTSUPP;
1163 }
1164 static void __setscheduler_uclamp(struct task_struct *p,
1165                                   const struct sched_attr *attr) { }
1166 static inline void uclamp_fork(struct task_struct *p) { }
1167 static inline void init_uclamp(void) { }
1168 #endif /* CONFIG_UCLAMP_TASK */
1169
1170 static inline void enqueue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1171 {
1172         if (!(flags & ENQUEUE_NOCLOCK))
1173                 update_rq_clock(rq);
1174
1175         if (!(flags & ENQUEUE_RESTORE)) {
1176                 sched_info_queued(rq, p);
1177                 psi_enqueue(p, flags & ENQUEUE_WAKEUP);
1178         }
1179
1180         uclamp_rq_inc(rq, p);
1181         p->sched_class->enqueue_task(rq, p, flags);
1182 }
1183
1184 static inline void dequeue_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1185 {
1186         if (!(flags & DEQUEUE_NOCLOCK))
1187                 update_rq_clock(rq);
1188
1189         if (!(flags & DEQUEUE_SAVE)) {
1190                 sched_info_dequeued(rq, p);
1191                 psi_dequeue(p, flags & DEQUEUE_SLEEP);
1192         }
1193
1194         uclamp_rq_dec(rq, p);
1195         p->sched_class->dequeue_task(rq, p, flags);
1196 }
1197
1198 void activate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1199 {
1200         if (task_contributes_to_load(p))
1201                 rq->nr_uninterruptible--;
1202
1203         enqueue_task(rq, p, flags);
1204
1205         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1206 }
1207
1208 void deactivate_task(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1209 {
1210         p->on_rq = (flags & DEQUEUE_SLEEP) ? 0 : TASK_ON_RQ_MIGRATING;
1211
1212         if (task_contributes_to_load(p))
1213                 rq->nr_uninterruptible++;
1214
1215         dequeue_task(rq, p, flags);
1216 }
1217
1218 /*
1219  * __normal_prio - return the priority that is based on the static prio
1220  */
1221 static inline int __normal_prio(struct task_struct *p)
1222 {
1223         return p->static_prio;
1224 }
1225
1226 /*
1227  * Calculate the expected normal priority: i.e. priority
1228  * without taking RT-inheritance into account. Might be
1229  * boosted by interactivity modifiers. Changes upon fork,
1230  * setprio syscalls, and whenever the interactivity
1231  * estimator recalculates.
1232  */
1233 static inline int normal_prio(struct task_struct *p)
1234 {
1235         int prio;
1236
1237         if (task_has_dl_policy(p))
1238                 prio = MAX_DL_PRIO-1;
1239         else if (task_has_rt_policy(p))
1240                 prio = MAX_RT_PRIO-1 - p->rt_priority;
1241         else
1242                 prio = __normal_prio(p);
1243         return prio;
1244 }
1245
1246 /*
1247  * Calculate the current priority, i.e. the priority
1248  * taken into account by the scheduler. This value might
1249  * be boosted by RT tasks, or might be boosted by
1250  * interactivity modifiers. Will be RT if the task got
1251  * RT-boosted. If not then it returns p->normal_prio.
1252  */
1253 static int effective_prio(struct task_struct *p)
1254 {
1255         p->normal_prio = normal_prio(p);
1256         /*
1257          * If we are RT tasks or we were boosted to RT priority,
1258          * keep the priority unchanged. Otherwise, update priority
1259          * to the normal priority:
1260          */
1261         if (!rt_prio(p->prio))
1262                 return p->normal_prio;
1263         return p->prio;
1264 }
1265
1266 /**
1267  * task_curr - is this task currently executing on a CPU?
1268  * @p: the task in question.
1269  *
1270  * Return: 1 if the task is currently executing. 0 otherwise.
1271  */
1272 inline int task_curr(const struct task_struct *p)
1273 {
1274         return cpu_curr(task_cpu(p)) == p;
1275 }
1276
1277 /*
1278  * switched_from, switched_to and prio_changed must _NOT_ drop rq->lock,
1279  * use the balance_callback list if you want balancing.
1280  *
1281  * this means any call to check_class_changed() must be followed by a call to
1282  * balance_callback().
1283  */
1284 static inline void check_class_changed(struct rq *rq, struct task_struct *p,
1285                                        const struct sched_class *prev_class,
1286                                        int oldprio)
1287 {
1288         if (prev_class != p->sched_class) {
1289                 if (prev_class->switched_from)
1290                         prev_class->switched_from(rq, p);
1291
1292                 p->sched_class->switched_to(rq, p);
1293         } else if (oldprio != p->prio || dl_task(p))
1294                 p->sched_class->prio_changed(rq, p, oldprio);
1295 }
1296
1297 void check_preempt_curr(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
1298 {
1299         const struct sched_class *class;
1300
1301         if (p->sched_class == rq->curr->sched_class) {
1302                 rq->curr->sched_class->check_preempt_curr(rq, p, flags);
1303         } else {
1304                 for_each_class(class) {
1305                         if (class == rq->curr->sched_class)
1306                                 break;
1307                         if (class == p->sched_class) {
1308                                 resched_curr(rq);
1309                                 break;
1310                         }
1311                 }
1312         }
1313
1314         /*
1315          * A queue event has occurred, and we're going to schedule.  In
1316          * this case, we can save a useless back to back clock update.
1317          */
1318         if (task_on_rq_queued(rq->curr) && test_tsk_need_resched(rq->curr))
1319                 rq_clock_skip_update(rq);
1320 }
1321
1322 #ifdef CONFIG_SMP
1323
1324 static inline bool is_per_cpu_kthread(struct task_struct *p)
1325 {
1326         if (!(p->flags & PF_KTHREAD))
1327                 return false;
1328
1329         if (p->nr_cpus_allowed != 1)
1330                 return false;
1331
1332         return true;
1333 }
1334
1335 /*
1336  * Per-CPU kthreads are allowed to run on !active && online CPUs, see
1337  * __set_cpus_allowed_ptr() and select_fallback_rq().
1338  */
1339 static inline bool is_cpu_allowed(struct task_struct *p, int cpu)
1340 {
1341         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
1342                 return false;
1343
1344         if (is_per_cpu_kthread(p))
1345                 return cpu_online(cpu);
1346
1347         return cpu_active(cpu);
1348 }
1349
1350 /*
1351  * This is how migration works:
1352  *
1353  * 1) we invoke migration_cpu_stop() on the target CPU using
1354  *    stop_one_cpu().
1355  * 2) stopper starts to run (implicitly forcing the migrated thread
1356  *    off the CPU)
1357  * 3) it checks whether the migrated task is still in the wrong runqueue.
1358  * 4) if it's in the wrong runqueue then the migration thread removes
1359  *    it and puts it into the right queue.
1360  * 5) stopper completes and stop_one_cpu() returns and the migration
1361  *    is done.
1362  */
1363
1364 /*
1365  * move_queued_task - move a queued task to new rq.
1366  *
1367  * Returns (locked) new rq. Old rq's lock is released.
1368  */
1369 static struct rq *move_queued_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1370                                    struct task_struct *p, int new_cpu)
1371 {
1372         lockdep_assert_held(&rq->lock);
1373
1374         WRITE_ONCE(p->on_rq, TASK_ON_RQ_MIGRATING);
1375         dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
1376         set_task_cpu(p, new_cpu);
1377         rq_unlock(rq, rf);
1378
1379         rq = cpu_rq(new_cpu);
1380
1381         rq_lock(rq, rf);
1382         BUG_ON(task_cpu(p) != new_cpu);
1383         enqueue_task(rq, p, 0);
1384         p->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
1385         check_preempt_curr(rq, p, 0);
1386
1387         return rq;
1388 }
1389
1390 struct migration_arg {
1391         struct task_struct *task;
1392         int dest_cpu;
1393 };
1394
1395 /*
1396  * Move (not current) task off this CPU, onto the destination CPU. We're doing
1397  * this because either it can't run here any more (set_cpus_allowed()
1398  * away from this CPU, or CPU going down), or because we're
1399  * attempting to rebalance this task on exec (sched_exec).
1400  *
1401  * So we race with normal scheduler movements, but that's OK, as long
1402  * as the task is no longer on this CPU.
1403  */
1404 static struct rq *__migrate_task(struct rq *rq, struct rq_flags *rf,
1405                                  struct task_struct *p, int dest_cpu)
1406 {
1407         /* Affinity changed (again). */
1408         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1409                 return rq;
1410
1411         update_rq_clock(rq);
1412         rq = move_queued_task(rq, rf, p, dest_cpu);
1413
1414         return rq;
1415 }
1416
1417 /*
1418  * migration_cpu_stop - this will be executed by a highprio stopper thread
1419  * and performs thread migration by bumping thread off CPU then
1420  * 'pushing' onto another runqueue.
1421  */
1422 static int migration_cpu_stop(void *data)
1423 {
1424         struct migration_arg *arg = data;
1425         struct task_struct *p = arg->task;
1426         struct rq *rq = this_rq();
1427         struct rq_flags rf;
1428
1429         /*
1430          * The original target CPU might have gone down and we might
1431          * be on another CPU but it doesn't matter.
1432          */
1433         local_irq_disable();
1434         /*
1435          * We need to explicitly wake pending tasks before running
1436          * __migrate_task() such that we will not miss enforcing cpus_ptr
1437          * during wakeups, see set_cpus_allowed_ptr()'s TASK_WAKING test.
1438          */
1439         sched_ttwu_pending();
1440
1441         raw_spin_lock(&p->pi_lock);
1442         rq_lock(rq, &rf);
1443         /*
1444          * If task_rq(p) != rq, it cannot be migrated here, because we're
1445          * holding rq->lock, if p->on_rq == 0 it cannot get enqueued because
1446          * we're holding p->pi_lock.
1447          */
1448         if (task_rq(p) == rq) {
1449                 if (task_on_rq_queued(p))
1450                         rq = __migrate_task(rq, &rf, p, arg->dest_cpu);
1451                 else
1452                         p->wake_cpu = arg->dest_cpu;
1453         }
1454         rq_unlock(rq, &rf);
1455         raw_spin_unlock(&p->pi_lock);
1456
1457         local_irq_enable();
1458         return 0;
1459 }
1460
1461 /*
1462  * sched_class::set_cpus_allowed must do the below, but is not required to
1463  * actually call this function.
1464  */
1465 void set_cpus_allowed_common(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1466 {
1467         cpumask_copy(&p->cpus_mask, new_mask);
1468         p->nr_cpus_allowed = cpumask_weight(new_mask);
1469 }
1470
1471 void do_set_cpus_allowed(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1472 {
1473         struct rq *rq = task_rq(p);
1474         bool queued, running;
1475
1476         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1477
1478         queued = task_on_rq_queued(p);
1479         running = task_current(rq, p);
1480
1481         if (queued) {
1482                 /*
1483                  * Because __kthread_bind() calls this on blocked tasks without
1484                  * holding rq->lock.
1485                  */
1486                 lockdep_assert_held(&rq->lock);
1487                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
1488         }
1489         if (running)
1490                 put_prev_task(rq, p);
1491
1492         p->sched_class->set_cpus_allowed(p, new_mask);
1493
1494         if (queued)
1495                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
1496         if (running)
1497                 set_curr_task(rq, p);
1498 }
1499
1500 /*
1501  * Change a given task's CPU affinity. Migrate the thread to a
1502  * proper CPU and schedule it away if the CPU it's executing on
1503  * is removed from the allowed bitmask.
1504  *
1505  * NOTE: the caller must have a valid reference to the task, the
1506  * task must not exit() & deallocate itself prematurely. The
1507  * call is not atomic; no spinlocks may be held.
1508  */
1509 static int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
1510                                   const struct cpumask *new_mask, bool check)
1511 {
1512         const struct cpumask *cpu_valid_mask = cpu_active_mask;
1513         unsigned int dest_cpu;
1514         struct rq_flags rf;
1515         struct rq *rq;
1516         int ret = 0;
1517
1518         rq = task_rq_lock(p, &rf);
1519         update_rq_clock(rq);
1520
1521         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1522                 /*
1523                  * Kernel threads are allowed on online && !active CPUs
1524                  */
1525                 cpu_valid_mask = cpu_online_mask;
1526         }
1527
1528         /*
1529          * Must re-check here, to close a race against __kthread_bind(),
1530          * sched_setaffinity() is not guaranteed to observe the flag.
1531          */
1532         if (check && (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY)) {
1533                 ret = -EINVAL;
1534                 goto out;
1535         }
1536
1537         if (cpumask_equal(p->cpus_ptr, new_mask))
1538                 goto out;
1539
1540         if (!cpumask_intersects(new_mask, cpu_valid_mask)) {
1541                 ret = -EINVAL;
1542                 goto out;
1543         }
1544
1545         do_set_cpus_allowed(p, new_mask);
1546
1547         if (p->flags & PF_KTHREAD) {
1548                 /*
1549                  * For kernel threads that do indeed end up on online &&
1550                  * !active we want to ensure they are strict per-CPU threads.
1551                  */
1552                 WARN_ON(cpumask_intersects(new_mask, cpu_online_mask) &&
1553                         !cpumask_intersects(new_mask, cpu_active_mask) &&
1554                         p->nr_cpus_allowed != 1);
1555         }
1556
1557         /* Can the task run on the task's current CPU? If so, we're done */
1558         if (cpumask_test_cpu(task_cpu(p), new_mask))
1559                 goto out;
1560
1561         dest_cpu = cpumask_any_and(cpu_valid_mask, new_mask);
1562         if (task_running(rq, p) || p->state == TASK_WAKING) {
1563                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
1564                 /* Need help from migration thread: drop lock and wait. */
1565                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1566                 stop_one_cpu(cpu_of(rq), migration_cpu_stop, &arg);
1567                 return 0;
1568         } else if (task_on_rq_queued(p)) {
1569                 /*
1570                  * OK, since we're going to drop the lock immediately
1571                  * afterwards anyway.
1572                  */
1573                 rq = move_queued_task(rq, &rf, p, dest_cpu);
1574         }
1575 out:
1576         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1577
1578         return ret;
1579 }
1580
1581 int set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p, const struct cpumask *new_mask)
1582 {
1583         return __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, false);
1584 }
1585 EXPORT_SYMBOL_GPL(set_cpus_allowed_ptr);
1586
1587 void set_task_cpu(struct task_struct *p, unsigned int new_cpu)
1588 {
1589 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
1590         /*
1591          * We should never call set_task_cpu() on a blocked task,
1592          * ttwu() will sort out the placement.
1593          */
1594         WARN_ON_ONCE(p->state != TASK_RUNNING && p->state != TASK_WAKING &&
1595                         !p->on_rq);
1596
1597         /*
1598          * Migrating fair class task must have p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING,
1599          * because schedstat_wait_{start,end} rebase migrating task's wait_start
1600          * time relying on p->on_rq.
1601          */
1602         WARN_ON_ONCE(p->state == TASK_RUNNING &&
1603                      p->sched_class == &fair_sched_class &&
1604                      (p->on_rq && !task_on_rq_migrating(p)));
1605
1606 #ifdef CONFIG_LOCKDEP
1607         /*
1608          * The caller should hold either p->pi_lock or rq->lock, when changing
1609          * a task's CPU. ->pi_lock for waking tasks, rq->lock for runnable tasks.
1610          *
1611          * sched_move_task() holds both and thus holding either pins the cgroup,
1612          * see task_group().
1613          *
1614          * Furthermore, all task_rq users should acquire both locks, see
1615          * task_rq_lock().
1616          */
1617         WARN_ON_ONCE(debug_locks && !(lockdep_is_held(&p->pi_lock) ||
1618                                       lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock)));
1619 #endif
1620         /*
1621          * Clearly, migrating tasks to offline CPUs is a fairly daft thing.
1622          */
1623         WARN_ON_ONCE(!cpu_online(new_cpu));
1624 #endif
1625
1626         trace_sched_migrate_task(p, new_cpu);
1627
1628         if (task_cpu(p) != new_cpu) {
1629                 if (p->sched_class->migrate_task_rq)
1630                         p->sched_class->migrate_task_rq(p, new_cpu);
1631                 p->se.nr_migrations++;
1632                 rseq_migrate(p);
1633                 perf_event_task_migrate(p);
1634         }
1635
1636         __set_task_cpu(p, new_cpu);
1637 }
1638
1639 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1640 static void __migrate_swap_task(struct task_struct *p, int cpu)
1641 {
1642         if (task_on_rq_queued(p)) {
1643                 struct rq *src_rq, *dst_rq;
1644                 struct rq_flags srf, drf;
1645
1646                 src_rq = task_rq(p);
1647                 dst_rq = cpu_rq(cpu);
1648
1649                 rq_pin_lock(src_rq, &srf);
1650                 rq_pin_lock(dst_rq, &drf);
1651
1652                 deactivate_task(src_rq, p, 0);
1653                 set_task_cpu(p, cpu);
1654                 activate_task(dst_rq, p, 0);
1655                 check_preempt_curr(dst_rq, p, 0);
1656
1657                 rq_unpin_lock(dst_rq, &drf);
1658                 rq_unpin_lock(src_rq, &srf);
1659
1660         } else {
1661                 /*
1662                  * Task isn't running anymore; make it appear like we migrated
1663                  * it before it went to sleep. This means on wakeup we make the
1664                  * previous CPU our target instead of where it really is.
1665                  */
1666                 p->wake_cpu = cpu;
1667         }
1668 }
1669
1670 struct migration_swap_arg {
1671         struct task_struct *src_task, *dst_task;
1672         int src_cpu, dst_cpu;
1673 };
1674
1675 static int migrate_swap_stop(void *data)
1676 {
1677         struct migration_swap_arg *arg = data;
1678         struct rq *src_rq, *dst_rq;
1679         int ret = -EAGAIN;
1680
1681         if (!cpu_active(arg->src_cpu) || !cpu_active(arg->dst_cpu))
1682                 return -EAGAIN;
1683
1684         src_rq = cpu_rq(arg->src_cpu);
1685         dst_rq = cpu_rq(arg->dst_cpu);
1686
1687         double_raw_lock(&arg->src_task->pi_lock,
1688                         &arg->dst_task->pi_lock);
1689         double_rq_lock(src_rq, dst_rq);
1690
1691         if (task_cpu(arg->dst_task) != arg->dst_cpu)
1692                 goto unlock;
1693
1694         if (task_cpu(arg->src_task) != arg->src_cpu)
1695                 goto unlock;
1696
1697         if (!cpumask_test_cpu(arg->dst_cpu, arg->src_task->cpus_ptr))
1698                 goto unlock;
1699
1700         if (!cpumask_test_cpu(arg->src_cpu, arg->dst_task->cpus_ptr))
1701                 goto unlock;
1702
1703         __migrate_swap_task(arg->src_task, arg->dst_cpu);
1704         __migrate_swap_task(arg->dst_task, arg->src_cpu);
1705
1706         ret = 0;
1707
1708 unlock:
1709         double_rq_unlock(src_rq, dst_rq);
1710         raw_spin_unlock(&arg->dst_task->pi_lock);
1711         raw_spin_unlock(&arg->src_task->pi_lock);
1712
1713         return ret;
1714 }
1715
1716 /*
1717  * Cross migrate two tasks
1718  */
1719 int migrate_swap(struct task_struct *cur, struct task_struct *p,
1720                 int target_cpu, int curr_cpu)
1721 {
1722         struct migration_swap_arg arg;
1723         int ret = -EINVAL;
1724
1725         arg = (struct migration_swap_arg){
1726                 .src_task = cur,
1727                 .src_cpu = curr_cpu,
1728                 .dst_task = p,
1729                 .dst_cpu = target_cpu,
1730         };
1731
1732         if (arg.src_cpu == arg.dst_cpu)
1733                 goto out;
1734
1735         /*
1736          * These three tests are all lockless; this is OK since all of them
1737          * will be re-checked with proper locks held further down the line.
1738          */
1739         if (!cpu_active(arg.src_cpu) || !cpu_active(arg.dst_cpu))
1740                 goto out;
1741
1742         if (!cpumask_test_cpu(arg.dst_cpu, arg.src_task->cpus_ptr))
1743                 goto out;
1744
1745         if (!cpumask_test_cpu(arg.src_cpu, arg.dst_task->cpus_ptr))
1746                 goto out;
1747
1748         trace_sched_swap_numa(cur, arg.src_cpu, p, arg.dst_cpu);
1749         ret = stop_two_cpus(arg.dst_cpu, arg.src_cpu, migrate_swap_stop, &arg);
1750
1751 out:
1752         return ret;
1753 }
1754 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
1755
1756 /*
1757  * wait_task_inactive - wait for a thread to unschedule.
1758  *
1759  * If @match_state is nonzero, it's the @p->state value just checked and
1760  * not expected to change.  If it changes, i.e. @p might have woken up,
1761  * then return zero.  When we succeed in waiting for @p to be off its CPU,
1762  * we return a positive number (its total switch count).  If a second call
1763  * a short while later returns the same number, the caller can be sure that
1764  * @p has remained unscheduled the whole time.
1765  *
1766  * The caller must ensure that the task *will* unschedule sometime soon,
1767  * else this function might spin for a *long* time. This function can't
1768  * be called with interrupts off, or it may introduce deadlock with
1769  * smp_call_function() if an IPI is sent by the same process we are
1770  * waiting to become inactive.
1771  */
1772 unsigned long wait_task_inactive(struct task_struct *p, long match_state)
1773 {
1774         int running, queued;
1775         struct rq_flags rf;
1776         unsigned long ncsw;
1777         struct rq *rq;
1778
1779         for (;;) {
1780                 /*
1781                  * We do the initial early heuristics without holding
1782                  * any task-queue locks at all. We'll only try to get
1783                  * the runqueue lock when things look like they will
1784                  * work out!
1785                  */
1786                 rq = task_rq(p);
1787
1788                 /*
1789                  * If the task is actively running on another CPU
1790                  * still, just relax and busy-wait without holding
1791                  * any locks.
1792                  *
1793                  * NOTE! Since we don't hold any locks, it's not
1794                  * even sure that "rq" stays as the right runqueue!
1795                  * But we don't care, since "task_running()" will
1796                  * return false if the runqueue has changed and p
1797                  * is actually now running somewhere else!
1798                  */
1799                 while (task_running(rq, p)) {
1800                         if (match_state && unlikely(p->state != match_state))
1801                                 return 0;
1802                         cpu_relax();
1803                 }
1804
1805                 /*
1806                  * Ok, time to look more closely! We need the rq
1807                  * lock now, to be *sure*. If we're wrong, we'll
1808                  * just go back and repeat.
1809                  */
1810                 rq = task_rq_lock(p, &rf);
1811                 trace_sched_wait_task(p);
1812                 running = task_running(rq, p);
1813                 queued = task_on_rq_queued(p);
1814                 ncsw = 0;
1815                 if (!match_state || p->state == match_state)
1816                         ncsw = p->nvcsw | LONG_MIN; /* sets MSB */
1817                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
1818
1819                 /*
1820                  * If it changed from the expected state, bail out now.
1821                  */
1822                 if (unlikely(!ncsw))
1823                         break;
1824
1825                 /*
1826                  * Was it really running after all now that we
1827                  * checked with the proper locks actually held?
1828                  *
1829                  * Oops. Go back and try again..
1830                  */
1831                 if (unlikely(running)) {
1832                         cpu_relax();
1833                         continue;
1834                 }
1835
1836                 /*
1837                  * It's not enough that it's not actively running,
1838                  * it must be off the runqueue _entirely_, and not
1839                  * preempted!
1840                  *
1841                  * So if it was still runnable (but just not actively
1842                  * running right now), it's preempted, and we should
1843                  * yield - it could be a while.
1844                  */
1845                 if (unlikely(queued)) {
1846                         ktime_t to = NSEC_PER_SEC / HZ;
1847
1848                         set_current_state(TASK_UNINTERRUPTIBLE);
1849                         schedule_hrtimeout(&to, HRTIMER_MODE_REL);
1850                         continue;
1851                 }
1852
1853                 /*
1854                  * Ahh, all good. It wasn't running, and it wasn't
1855                  * runnable, which means that it will never become
1856                  * running in the future either. We're all done!
1857                  */
1858                 break;
1859         }
1860
1861         return ncsw;
1862 }
1863
1864 /***
1865  * kick_process - kick a running thread to enter/exit the kernel
1866  * @p: the to-be-kicked thread
1867  *
1868  * Cause a process which is running on another CPU to enter
1869  * kernel-mode, without any delay. (to get signals handled.)
1870  *
1871  * NOTE: this function doesn't have to take the runqueue lock,
1872  * because all it wants to ensure is that the remote task enters
1873  * the kernel. If the IPI races and the task has been migrated
1874  * to another CPU then no harm is done and the purpose has been
1875  * achieved as well.
1876  */
1877 void kick_process(struct task_struct *p)
1878 {
1879         int cpu;
1880
1881         preempt_disable();
1882         cpu = task_cpu(p);
1883         if ((cpu != smp_processor_id()) && task_curr(p))
1884                 smp_send_reschedule(cpu);
1885         preempt_enable();
1886 }
1887 EXPORT_SYMBOL_GPL(kick_process);
1888
1889 /*
1890  * ->cpus_ptr is protected by both rq->lock and p->pi_lock
1891  *
1892  * A few notes on cpu_active vs cpu_online:
1893  *
1894  *  - cpu_active must be a subset of cpu_online
1895  *
1896  *  - on CPU-up we allow per-CPU kthreads on the online && !active CPU,
1897  *    see __set_cpus_allowed_ptr(). At this point the newly online
1898  *    CPU isn't yet part of the sched domains, and balancing will not
1899  *    see it.
1900  *
1901  *  - on CPU-down we clear cpu_active() to mask the sched domains and
1902  *    avoid the load balancer to place new tasks on the to be removed
1903  *    CPU. Existing tasks will remain running there and will be taken
1904  *    off.
1905  *
1906  * This means that fallback selection must not select !active CPUs.
1907  * And can assume that any active CPU must be online. Conversely
1908  * select_task_rq() below may allow selection of !active CPUs in order
1909  * to satisfy the above rules.
1910  */
1911 static int select_fallback_rq(int cpu, struct task_struct *p)
1912 {
1913         int nid = cpu_to_node(cpu);
1914         const struct cpumask *nodemask = NULL;
1915         enum { cpuset, possible, fail } state = cpuset;
1916         int dest_cpu;
1917
1918         /*
1919          * If the node that the CPU is on has been offlined, cpu_to_node()
1920          * will return -1. There is no CPU on the node, and we should
1921          * select the CPU on the other node.
1922          */
1923         if (nid != -1) {
1924                 nodemask = cpumask_of_node(nid);
1925
1926                 /* Look for allowed, online CPU in same node. */
1927                 for_each_cpu(dest_cpu, nodemask) {
1928                         if (!cpu_active(dest_cpu))
1929                                 continue;
1930                         if (cpumask_test_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr))
1931                                 return dest_cpu;
1932                 }
1933         }
1934
1935         for (;;) {
1936                 /* Any allowed, online CPU? */
1937                 for_each_cpu(dest_cpu, p->cpus_ptr) {
1938                         if (!is_cpu_allowed(p, dest_cpu))
1939                                 continue;
1940
1941                         goto out;
1942                 }
1943
1944                 /* No more Mr. Nice Guy. */
1945                 switch (state) {
1946                 case cpuset:
1947                         if (IS_ENABLED(CONFIG_CPUSETS)) {
1948                                 cpuset_cpus_allowed_fallback(p);
1949                                 state = possible;
1950                                 break;
1951                         }
1952                         /* Fall-through */
1953                 case possible:
1954                         do_set_cpus_allowed(p, cpu_possible_mask);
1955                         state = fail;
1956                         break;
1957
1958                 case fail:
1959                         BUG();
1960                         break;
1961                 }
1962         }
1963
1964 out:
1965         if (state != cpuset) {
1966                 /*
1967                  * Don't tell them about moving exiting tasks or
1968                  * kernel threads (both mm NULL), since they never
1969                  * leave kernel.
1970                  */
1971                 if (p->mm && printk_ratelimit()) {
1972                         printk_deferred("process %d (%s) no longer affine to cpu%d\n",
1973                                         task_pid_nr(p), p->comm, cpu);
1974                 }
1975         }
1976
1977         return dest_cpu;
1978 }
1979
1980 /*
1981  * The caller (fork, wakeup) owns p->pi_lock, ->cpus_ptr is stable.
1982  */
1983 static inline
1984 int select_task_rq(struct task_struct *p, int cpu, int sd_flags, int wake_flags)
1985 {
1986         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
1987
1988         if (p->nr_cpus_allowed > 1)
1989                 cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, cpu, sd_flags, wake_flags);
1990         else
1991                 cpu = cpumask_any(p->cpus_ptr);
1992
1993         /*
1994          * In order not to call set_task_cpu() on a blocking task we need
1995          * to rely on ttwu() to place the task on a valid ->cpus_ptr
1996          * CPU.
1997          *
1998          * Since this is common to all placement strategies, this lives here.
1999          *
2000          * [ this allows ->select_task() to simply return task_cpu(p) and
2001          *   not worry about this generic constraint ]
2002          */
2003         if (unlikely(!is_cpu_allowed(p, cpu)))
2004                 cpu = select_fallback_rq(task_cpu(p), p);
2005
2006         return cpu;
2007 }
2008
2009 static void update_avg(u64 *avg, u64 sample)
2010 {
2011         s64 diff = sample - *avg;
2012         *avg += diff >> 3;
2013 }
2014
2015 void sched_set_stop_task(int cpu, struct task_struct *stop)
2016 {
2017         struct sched_param param = { .sched_priority = MAX_RT_PRIO - 1 };
2018         struct task_struct *old_stop = cpu_rq(cpu)->stop;
2019
2020         if (stop) {
2021                 /*
2022                  * Make it appear like a SCHED_FIFO task, its something
2023                  * userspace knows about and won't get confused about.
2024                  *
2025                  * Also, it will make PI more or less work without too
2026                  * much confusion -- but then, stop work should not
2027                  * rely on PI working anyway.
2028                  */
2029                 sched_setscheduler_nocheck(stop, SCHED_FIFO, &param);
2030
2031                 stop->sched_class = &stop_sched_class;
2032         }
2033
2034         cpu_rq(cpu)->stop = stop;
2035
2036         if (old_stop) {
2037                 /*
2038                  * Reset it back to a normal scheduling class so that
2039                  * it can die in pieces.
2040                  */
2041                 old_stop->sched_class = &rt_sched_class;
2042         }
2043 }
2044
2045 #else
2046
2047 static inline int __set_cpus_allowed_ptr(struct task_struct *p,
2048                                          const struct cpumask *new_mask, bool check)
2049 {
2050         return set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask);
2051 }
2052
2053 #endif /* CONFIG_SMP */
2054
2055 static void
2056 ttwu_stat(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2057 {
2058         struct rq *rq;
2059
2060         if (!schedstat_enabled())
2061                 return;
2062
2063         rq = this_rq();
2064
2065 #ifdef CONFIG_SMP
2066         if (cpu == rq->cpu) {
2067                 __schedstat_inc(rq->ttwu_local);
2068                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_local);
2069         } else {
2070                 struct sched_domain *sd;
2071
2072                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_remote);
2073                 rcu_read_lock();
2074                 for_each_domain(rq->cpu, sd) {
2075                         if (cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd))) {
2076                                 __schedstat_inc(sd->ttwu_wake_remote);
2077                                 break;
2078                         }
2079                 }
2080                 rcu_read_unlock();
2081         }
2082
2083         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2084                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_migrate);
2085 #endif /* CONFIG_SMP */
2086
2087         __schedstat_inc(rq->ttwu_count);
2088         __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups);
2089
2090         if (wake_flags & WF_SYNC)
2091                 __schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_sync);
2092 }
2093
2094 /*
2095  * Mark the task runnable and perform wakeup-preemption.
2096  */
2097 static void ttwu_do_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2098                            struct rq_flags *rf)
2099 {
2100         check_preempt_curr(rq, p, wake_flags);
2101         p->state = TASK_RUNNING;
2102         trace_sched_wakeup(p);
2103
2104 #ifdef CONFIG_SMP
2105         if (p->sched_class->task_woken) {
2106                 /*
2107                  * Our task @p is fully woken up and running; so its safe to
2108                  * drop the rq->lock, hereafter rq is only used for statistics.
2109                  */
2110                 rq_unpin_lock(rq, rf);
2111                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2112                 rq_repin_lock(rq, rf);
2113         }
2114
2115         if (rq->idle_stamp) {
2116                 u64 delta = rq_clock(rq) - rq->idle_stamp;
2117                 u64 max = 2*rq->max_idle_balance_cost;
2118
2119                 update_avg(&rq->avg_idle, delta);
2120
2121                 if (rq->avg_idle > max)
2122                         rq->avg_idle = max;
2123
2124                 rq->idle_stamp = 0;
2125         }
2126 #endif
2127 }
2128
2129 static void
2130 ttwu_do_activate(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags,
2131                  struct rq_flags *rf)
2132 {
2133         int en_flags = ENQUEUE_WAKEUP | ENQUEUE_NOCLOCK;
2134
2135         lockdep_assert_held(&rq->lock);
2136
2137 #ifdef CONFIG_SMP
2138         if (p->sched_contributes_to_load)
2139                 rq->nr_uninterruptible--;
2140
2141         if (wake_flags & WF_MIGRATED)
2142                 en_flags |= ENQUEUE_MIGRATED;
2143 #endif
2144
2145         activate_task(rq, p, en_flags);
2146         ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, rf);
2147 }
2148
2149 /*
2150  * Called in case the task @p isn't fully descheduled from its runqueue,
2151  * in this case we must do a remote wakeup. Its a 'light' wakeup though,
2152  * since all we need to do is flip p->state to TASK_RUNNING, since
2153  * the task is still ->on_rq.
2154  */
2155 static int ttwu_remote(struct task_struct *p, int wake_flags)
2156 {
2157         struct rq_flags rf;
2158         struct rq *rq;
2159         int ret = 0;
2160
2161         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2162         if (task_on_rq_queued(p)) {
2163                 /* check_preempt_curr() may use rq clock */
2164                 update_rq_clock(rq);
2165                 ttwu_do_wakeup(rq, p, wake_flags, &rf);
2166                 ret = 1;
2167         }
2168         __task_rq_unlock(rq, &rf);
2169
2170         return ret;
2171 }
2172
2173 #ifdef CONFIG_SMP
2174 void sched_ttwu_pending(void)
2175 {
2176         struct rq *rq = this_rq();
2177         struct llist_node *llist = llist_del_all(&rq->wake_list);
2178         struct task_struct *p, *t;
2179         struct rq_flags rf;
2180
2181         if (!llist)
2182                 return;
2183
2184         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2185         update_rq_clock(rq);
2186
2187         llist_for_each_entry_safe(p, t, llist, wake_entry)
2188                 ttwu_do_activate(rq, p, p->sched_remote_wakeup ? WF_MIGRATED : 0, &rf);
2189
2190         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2191 }
2192
2193 void scheduler_ipi(void)
2194 {
2195         /*
2196          * Fold TIF_NEED_RESCHED into the preempt_count; anybody setting
2197          * TIF_NEED_RESCHED remotely (for the first time) will also send
2198          * this IPI.
2199          */
2200         preempt_fold_need_resched();
2201
2202         if (llist_empty(&this_rq()->wake_list) && !got_nohz_idle_kick())
2203                 return;
2204
2205         /*
2206          * Not all reschedule IPI handlers call irq_enter/irq_exit, since
2207          * traditionally all their work was done from the interrupt return
2208          * path. Now that we actually do some work, we need to make sure
2209          * we do call them.
2210          *
2211          * Some archs already do call them, luckily irq_enter/exit nest
2212          * properly.
2213          *
2214          * Arguably we should visit all archs and update all handlers,
2215          * however a fair share of IPIs are still resched only so this would
2216          * somewhat pessimize the simple resched case.
2217          */
2218         irq_enter();
2219         sched_ttwu_pending();
2220
2221         /*
2222          * Check if someone kicked us for doing the nohz idle load balance.
2223          */
2224         if (unlikely(got_nohz_idle_kick())) {
2225                 this_rq()->idle_balance = 1;
2226                 raise_softirq_irqoff(SCHED_SOFTIRQ);
2227         }
2228         irq_exit();
2229 }
2230
2231 static void ttwu_queue_remote(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2232 {
2233         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2234
2235         p->sched_remote_wakeup = !!(wake_flags & WF_MIGRATED);
2236
2237         if (llist_add(&p->wake_entry, &cpu_rq(cpu)->wake_list)) {
2238                 if (!set_nr_if_polling(rq->idle))
2239                         smp_send_reschedule(cpu);
2240                 else
2241                         trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2242         }
2243 }
2244
2245 void wake_up_if_idle(int cpu)
2246 {
2247         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2248         struct rq_flags rf;
2249
2250         rcu_read_lock();
2251
2252         if (!is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr)))
2253                 goto out;
2254
2255         if (set_nr_if_polling(rq->idle)) {
2256                 trace_sched_wake_idle_without_ipi(cpu);
2257         } else {
2258                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
2259                 if (is_idle_task(rq->curr))
2260                         smp_send_reschedule(cpu);
2261                 /* Else CPU is not idle, do nothing here: */
2262                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
2263         }
2264
2265 out:
2266         rcu_read_unlock();
2267 }
2268
2269 bool cpus_share_cache(int this_cpu, int that_cpu)
2270 {
2271         return per_cpu(sd_llc_id, this_cpu) == per_cpu(sd_llc_id, that_cpu);
2272 }
2273 #endif /* CONFIG_SMP */
2274
2275 static void ttwu_queue(struct task_struct *p, int cpu, int wake_flags)
2276 {
2277         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
2278         struct rq_flags rf;
2279
2280 #if defined(CONFIG_SMP)
2281         if (sched_feat(TTWU_QUEUE) && !cpus_share_cache(smp_processor_id(), cpu)) {
2282                 sched_clock_cpu(cpu); /* Sync clocks across CPUs */
2283                 ttwu_queue_remote(p, cpu, wake_flags);
2284                 return;
2285         }
2286 #endif
2287
2288         rq_lock(rq, &rf);
2289         update_rq_clock(rq);
2290         ttwu_do_activate(rq, p, wake_flags, &rf);
2291         rq_unlock(rq, &rf);
2292 }
2293
2294 /*
2295  * Notes on Program-Order guarantees on SMP systems.
2296  *
2297  *  MIGRATION
2298  *
2299  * The basic program-order guarantee on SMP systems is that when a task [t]
2300  * migrates, all its activity on its old CPU [c0] happens-before any subsequent
2301  * execution on its new CPU [c1].
2302  *
2303  * For migration (of runnable tasks) this is provided by the following means:
2304  *
2305  *  A) UNLOCK of the rq(c0)->lock scheduling out task t
2306  *  B) migration for t is required to synchronize *both* rq(c0)->lock and
2307  *     rq(c1)->lock (if not at the same time, then in that order).
2308  *  C) LOCK of the rq(c1)->lock scheduling in task
2309  *
2310  * Release/acquire chaining guarantees that B happens after A and C after B.
2311  * Note: the CPU doing B need not be c0 or c1
2312  *
2313  * Example:
2314  *
2315  *   CPU0            CPU1            CPU2
2316  *
2317  *   LOCK rq(0)->lock
2318  *   sched-out X
2319  *   sched-in Y
2320  *   UNLOCK rq(0)->lock
2321  *
2322  *                                   LOCK rq(0)->lock // orders against CPU0
2323  *                                   dequeue X
2324  *                                   UNLOCK rq(0)->lock
2325  *
2326  *                                   LOCK rq(1)->lock
2327  *                                   enqueue X
2328  *                                   UNLOCK rq(1)->lock
2329  *
2330  *                   LOCK rq(1)->lock // orders against CPU2
2331  *                   sched-out Z
2332  *                   sched-in X
2333  *                   UNLOCK rq(1)->lock
2334  *
2335  *
2336  *  BLOCKING -- aka. SLEEP + WAKEUP
2337  *
2338  * For blocking we (obviously) need to provide the same guarantee as for
2339  * migration. However the means are completely different as there is no lock
2340  * chain to provide order. Instead we do:
2341  *
2342  *   1) smp_store_release(X->on_cpu, 0)
2343  *   2) smp_cond_load_acquire(!X->on_cpu)
2344  *
2345  * Example:
2346  *
2347  *   CPU0 (schedule)  CPU1 (try_to_wake_up) CPU2 (schedule)
2348  *
2349  *   LOCK rq(0)->lock LOCK X->pi_lock
2350  *   dequeue X
2351  *   sched-out X
2352  *   smp_store_release(X->on_cpu, 0);
2353  *
2354  *                    smp_cond_load_acquire(&X->on_cpu, !VAL);
2355  *                    X->state = WAKING
2356  *                    set_task_cpu(X,2)
2357  *
2358  *                    LOCK rq(2)->lock
2359  *                    enqueue X
2360  *                    X->state = RUNNING
2361  *                    UNLOCK rq(2)->lock
2362  *
2363  *                                          LOCK rq(2)->lock // orders against CPU1
2364  *                                          sched-out Z
2365  *                                          sched-in X
2366  *                                          UNLOCK rq(2)->lock
2367  *
2368  *                    UNLOCK X->pi_lock
2369  *   UNLOCK rq(0)->lock
2370  *
2371  *
2372  * However, for wakeups there is a second guarantee we must provide, namely we
2373  * must ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be reordered with
2374  * accesses to the task state; see try_to_wake_up() and set_current_state().
2375  */
2376
2377 /**
2378  * try_to_wake_up - wake up a thread
2379  * @p: the thread to be awakened
2380  * @state: the mask of task states that can be woken
2381  * @wake_flags: wake modifier flags (WF_*)
2382  *
2383  * If (@state & @p->state) @p->state = TASK_RUNNING.
2384  *
2385  * If the task was not queued/runnable, also place it back on a runqueue.
2386  *
2387  * Atomic against schedule() which would dequeue a task, also see
2388  * set_current_state().
2389  *
2390  * This function executes a full memory barrier before accessing the task
2391  * state; see set_current_state().
2392  *
2393  * Return: %true if @p->state changes (an actual wakeup was done),
2394  *         %false otherwise.
2395  */
2396 static int
2397 try_to_wake_up(struct task_struct *p, unsigned int state, int wake_flags)
2398 {
2399         unsigned long flags;
2400         int cpu, success = 0;
2401
2402         preempt_disable();
2403         if (p == current) {
2404                 /*
2405                  * We're waking current, this means 'p->on_rq' and 'task_cpu(p)
2406                  * == smp_processor_id()'. Together this means we can special
2407                  * case the whole 'p->on_rq && ttwu_remote()' case below
2408                  * without taking any locks.
2409                  *
2410                  * In particular:
2411                  *  - we rely on Program-Order guarantees for all the ordering,
2412                  *  - we're serialized against set_special_state() by virtue of
2413                  *    it disabling IRQs (this allows not taking ->pi_lock).
2414                  */
2415                 if (!(p->state & state))
2416                         goto out;
2417
2418                 success = 1;
2419                 cpu = task_cpu(p);
2420                 trace_sched_waking(p);
2421                 p->state = TASK_RUNNING;
2422                 trace_sched_wakeup(p);
2423                 goto out;
2424         }
2425
2426         /*
2427          * If we are going to wake up a thread waiting for CONDITION we
2428          * need to ensure that CONDITION=1 done by the caller can not be
2429          * reordered with p->state check below. This pairs with mb() in
2430          * set_current_state() the waiting thread does.
2431          */
2432         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2433         smp_mb__after_spinlock();
2434         if (!(p->state & state))
2435                 goto unlock;
2436
2437         trace_sched_waking(p);
2438
2439         /* We're going to change ->state: */
2440         success = 1;
2441         cpu = task_cpu(p);
2442
2443         /*
2444          * Ensure we load p->on_rq _after_ p->state, otherwise it would
2445          * be possible to, falsely, observe p->on_rq == 0 and get stuck
2446          * in smp_cond_load_acquire() below.
2447          *
2448          * sched_ttwu_pending()                 try_to_wake_up()
2449          *   STORE p->on_rq = 1                   LOAD p->state
2450          *   UNLOCK rq->lock
2451          *
2452          * __schedule() (switch to task 'p')
2453          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2454          *   smp_mb__after_spinlock();
2455          *   UNLOCK rq->lock
2456          *
2457          * [task p]
2458          *   STORE p->state = UNINTERRUPTIBLE     LOAD p->on_rq
2459          *
2460          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2461          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2462          */
2463         smp_rmb();
2464         if (p->on_rq && ttwu_remote(p, wake_flags))
2465                 goto unlock;
2466
2467 #ifdef CONFIG_SMP
2468         /*
2469          * Ensure we load p->on_cpu _after_ p->on_rq, otherwise it would be
2470          * possible to, falsely, observe p->on_cpu == 0.
2471          *
2472          * One must be running (->on_cpu == 1) in order to remove oneself
2473          * from the runqueue.
2474          *
2475          * __schedule() (switch to task 'p')    try_to_wake_up()
2476          *   STORE p->on_cpu = 1                  LOAD p->on_rq
2477          *   UNLOCK rq->lock
2478          *
2479          * __schedule() (put 'p' to sleep)
2480          *   LOCK rq->lock                        smp_rmb();
2481          *   smp_mb__after_spinlock();
2482          *   STORE p->on_rq = 0                   LOAD p->on_cpu
2483          *
2484          * Pairs with the LOCK+smp_mb__after_spinlock() on rq->lock in
2485          * __schedule().  See the comment for smp_mb__after_spinlock().
2486          */
2487         smp_rmb();
2488
2489         /*
2490          * If the owning (remote) CPU is still in the middle of schedule() with
2491          * this task as prev, wait until its done referencing the task.
2492          *
2493          * Pairs with the smp_store_release() in finish_task().
2494          *
2495          * This ensures that tasks getting woken will be fully ordered against
2496          * their previous state and preserve Program Order.
2497          */
2498         smp_cond_load_acquire(&p->on_cpu, !VAL);
2499
2500         p->sched_contributes_to_load = !!task_contributes_to_load(p);
2501         p->state = TASK_WAKING;
2502
2503         if (p->in_iowait) {
2504                 delayacct_blkio_end(p);
2505                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2506         }
2507
2508         cpu = select_task_rq(p, p->wake_cpu, SD_BALANCE_WAKE, wake_flags);
2509         if (task_cpu(p) != cpu) {
2510                 wake_flags |= WF_MIGRATED;
2511                 psi_ttwu_dequeue(p);
2512                 set_task_cpu(p, cpu);
2513         }
2514
2515 #else /* CONFIG_SMP */
2516
2517         if (p->in_iowait) {
2518                 delayacct_blkio_end(p);
2519                 atomic_dec(&task_rq(p)->nr_iowait);
2520         }
2521
2522 #endif /* CONFIG_SMP */
2523
2524         ttwu_queue(p, cpu, wake_flags);
2525 unlock:
2526         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2527 out:
2528         if (success)
2529                 ttwu_stat(p, cpu, wake_flags);
2530         preempt_enable();
2531
2532         return success;
2533 }
2534
2535 /**
2536  * wake_up_process - Wake up a specific process
2537  * @p: The process to be woken up.
2538  *
2539  * Attempt to wake up the nominated process and move it to the set of runnable
2540  * processes.
2541  *
2542  * Return: 1 if the process was woken up, 0 if it was already running.
2543  *
2544  * This function executes a full memory barrier before accessing the task state.
2545  */
2546 int wake_up_process(struct task_struct *p)
2547 {
2548         return try_to_wake_up(p, TASK_NORMAL, 0);
2549 }
2550 EXPORT_SYMBOL(wake_up_process);
2551
2552 int wake_up_state(struct task_struct *p, unsigned int state)
2553 {
2554         return try_to_wake_up(p, state, 0);
2555 }
2556
2557 /*
2558  * Perform scheduler related setup for a newly forked process p.
2559  * p is forked by current.
2560  *
2561  * __sched_fork() is basic setup used by init_idle() too:
2562  */
2563 static void __sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2564 {
2565         p->on_rq                        = 0;
2566
2567         p->se.on_rq                     = 0;
2568         p->se.exec_start                = 0;
2569         p->se.sum_exec_runtime          = 0;
2570         p->se.prev_sum_exec_runtime     = 0;
2571         p->se.nr_migrations             = 0;
2572         p->se.vruntime                  = 0;
2573         INIT_LIST_HEAD(&p->se.group_node);
2574
2575 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2576         p->se.cfs_rq                    = NULL;
2577 #endif
2578
2579 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2580         /* Even if schedstat is disabled, there should not be garbage */
2581         memset(&p->se.statistics, 0, sizeof(p->se.statistics));
2582 #endif
2583
2584         RB_CLEAR_NODE(&p->dl.rb_node);
2585         init_dl_task_timer(&p->dl);
2586         init_dl_inactive_task_timer(&p->dl);
2587         __dl_clear_params(p);
2588
2589         INIT_LIST_HEAD(&p->rt.run_list);
2590         p->rt.timeout           = 0;
2591         p->rt.time_slice        = sched_rr_timeslice;
2592         p->rt.on_rq             = 0;
2593         p->rt.on_list           = 0;
2594
2595 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2596         INIT_HLIST_HEAD(&p->preempt_notifiers);
2597 #endif
2598
2599 #ifdef CONFIG_COMPACTION
2600         p->capture_control = NULL;
2601 #endif
2602         init_numa_balancing(clone_flags, p);
2603 }
2604
2605 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_numa_balancing);
2606
2607 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
2608
2609 void set_numabalancing_state(bool enabled)
2610 {
2611         if (enabled)
2612                 static_branch_enable(&sched_numa_balancing);
2613         else
2614                 static_branch_disable(&sched_numa_balancing);
2615 }
2616
2617 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2618 int sysctl_numa_balancing(struct ctl_table *table, int write,
2619                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2620 {
2621         struct ctl_table t;
2622         int err;
2623         int state = static_branch_likely(&sched_numa_balancing);
2624
2625         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2626                 return -EPERM;
2627
2628         t = *table;
2629         t.data = &state;
2630         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2631         if (err < 0)
2632                 return err;
2633         if (write)
2634                 set_numabalancing_state(state);
2635         return err;
2636 }
2637 #endif
2638 #endif
2639
2640 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
2641
2642 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_schedstats);
2643 static bool __initdata __sched_schedstats = false;
2644
2645 static void set_schedstats(bool enabled)
2646 {
2647         if (enabled)
2648                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2649         else
2650                 static_branch_disable(&sched_schedstats);
2651 }
2652
2653 void force_schedstat_enabled(void)
2654 {
2655         if (!schedstat_enabled()) {
2656                 pr_info("kernel profiling enabled schedstats, disable via kernel.sched_schedstats.\n");
2657                 static_branch_enable(&sched_schedstats);
2658         }
2659 }
2660
2661 static int __init setup_schedstats(char *str)
2662 {
2663         int ret = 0;
2664         if (!str)
2665                 goto out;
2666
2667         /*
2668          * This code is called before jump labels have been set up, so we can't
2669          * change the static branch directly just yet.  Instead set a temporary
2670          * variable so init_schedstats() can do it later.
2671          */
2672         if (!strcmp(str, "enable")) {
2673                 __sched_schedstats = true;
2674                 ret = 1;
2675         } else if (!strcmp(str, "disable")) {
2676                 __sched_schedstats = false;
2677                 ret = 1;
2678         }
2679 out:
2680         if (!ret)
2681                 pr_warn("Unable to parse schedstats=\n");
2682
2683         return ret;
2684 }
2685 __setup("schedstats=", setup_schedstats);
2686
2687 static void __init init_schedstats(void)
2688 {
2689         set_schedstats(__sched_schedstats);
2690 }
2691
2692 #ifdef CONFIG_PROC_SYSCTL
2693 int sysctl_schedstats(struct ctl_table *table, int write,
2694                          void __user *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
2695 {
2696         struct ctl_table t;
2697         int err;
2698         int state = static_branch_likely(&sched_schedstats);
2699
2700         if (write && !capable(CAP_SYS_ADMIN))
2701                 return -EPERM;
2702
2703         t = *table;
2704         t.data = &state;
2705         err = proc_dointvec_minmax(&t, write, buffer, lenp, ppos);
2706         if (err < 0)
2707                 return err;
2708         if (write)
2709                 set_schedstats(state);
2710         return err;
2711 }
2712 #endif /* CONFIG_PROC_SYSCTL */
2713 #else  /* !CONFIG_SCHEDSTATS */
2714 static inline void init_schedstats(void) {}
2715 #endif /* CONFIG_SCHEDSTATS */
2716
2717 /*
2718  * fork()/clone()-time setup:
2719  */
2720 int sched_fork(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2721 {
2722         unsigned long flags;
2723
2724         __sched_fork(clone_flags, p);
2725         /*
2726          * We mark the process as NEW here. This guarantees that
2727          * nobody will actually run it, and a signal or other external
2728          * event cannot wake it up and insert it on the runqueue either.
2729          */
2730         p->state = TASK_NEW;
2731
2732         /*
2733          * Make sure we do not leak PI boosting priority to the child.
2734          */
2735         p->prio = current->normal_prio;
2736
2737         uclamp_fork(p);
2738
2739         /*
2740          * Revert to default priority/policy on fork if requested.
2741          */
2742         if (unlikely(p->sched_reset_on_fork)) {
2743                 if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
2744                         p->policy = SCHED_NORMAL;
2745                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2746                         p->rt_priority = 0;
2747                 } else if (PRIO_TO_NICE(p->static_prio) < 0)
2748                         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(0);
2749
2750                 p->prio = p->normal_prio = __normal_prio(p);
2751                 set_load_weight(p, false);
2752
2753                 /*
2754                  * We don't need the reset flag anymore after the fork. It has
2755                  * fulfilled its duty:
2756                  */
2757                 p->sched_reset_on_fork = 0;
2758         }
2759
2760         if (dl_prio(p->prio))
2761                 return -EAGAIN;
2762         else if (rt_prio(p->prio))
2763                 p->sched_class = &rt_sched_class;
2764         else
2765                 p->sched_class = &fair_sched_class;
2766
2767         init_entity_runnable_average(&p->se);
2768
2769         /*
2770          * The child is not yet in the pid-hash so no cgroup attach races,
2771          * and the cgroup is pinned to this child due to cgroup_fork()
2772          * is ran before sched_fork().
2773          *
2774          * Silence PROVE_RCU.
2775          */
2776         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
2777         /*
2778          * We're setting the CPU for the first time, we don't migrate,
2779          * so use __set_task_cpu().
2780          */
2781         __set_task_cpu(p, smp_processor_id());
2782         if (p->sched_class->task_fork)
2783                 p->sched_class->task_fork(p);
2784         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
2785
2786 #ifdef CONFIG_SCHED_INFO
2787         if (likely(sched_info_on()))
2788                 memset(&p->sched_info, 0, sizeof(p->sched_info));
2789 #endif
2790 #if defined(CONFIG_SMP)
2791         p->on_cpu = 0;
2792 #endif
2793         init_task_preempt_count(p);
2794 #ifdef CONFIG_SMP
2795         plist_node_init(&p->pushable_tasks, MAX_PRIO);
2796         RB_CLEAR_NODE(&p->pushable_dl_tasks);
2797 #endif
2798         return 0;
2799 }
2800
2801 unsigned long to_ratio(u64 period, u64 runtime)
2802 {
2803         if (runtime == RUNTIME_INF)
2804                 return BW_UNIT;
2805
2806         /*
2807          * Doing this here saves a lot of checks in all
2808          * the calling paths, and returning zero seems
2809          * safe for them anyway.
2810          */
2811         if (period == 0)
2812                 return 0;
2813
2814         return div64_u64(runtime << BW_SHIFT, period);
2815 }
2816
2817 /*
2818  * wake_up_new_task - wake up a newly created task for the first time.
2819  *
2820  * This function will do some initial scheduler statistics housekeeping
2821  * that must be done for every newly created context, then puts the task
2822  * on the runqueue and wakes it.
2823  */
2824 void wake_up_new_task(struct task_struct *p)
2825 {
2826         struct rq_flags rf;
2827         struct rq *rq;
2828
2829         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, rf.flags);
2830         p->state = TASK_RUNNING;
2831 #ifdef CONFIG_SMP
2832         /*
2833          * Fork balancing, do it here and not earlier because:
2834          *  - cpus_ptr can change in the fork path
2835          *  - any previously selected CPU might disappear through hotplug
2836          *
2837          * Use __set_task_cpu() to avoid calling sched_class::migrate_task_rq,
2838          * as we're not fully set-up yet.
2839          */
2840         p->recent_used_cpu = task_cpu(p);
2841         __set_task_cpu(p, select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_FORK, 0));
2842 #endif
2843         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
2844         update_rq_clock(rq);
2845         post_init_entity_util_avg(p);
2846
2847         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
2848         trace_sched_wakeup_new(p);
2849         check_preempt_curr(rq, p, WF_FORK);
2850 #ifdef CONFIG_SMP
2851         if (p->sched_class->task_woken) {
2852                 /*
2853                  * Nothing relies on rq->lock after this, so its fine to
2854                  * drop it.
2855                  */
2856                 rq_unpin_lock(rq, &rf);
2857                 p->sched_class->task_woken(rq, p);
2858                 rq_repin_lock(rq, &rf);
2859         }
2860 #endif
2861         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
2862 }
2863
2864 #ifdef CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS
2865
2866 static DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(preempt_notifier_key);
2867
2868 void preempt_notifier_inc(void)
2869 {
2870         static_branch_inc(&preempt_notifier_key);
2871 }
2872 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_inc);
2873
2874 void preempt_notifier_dec(void)
2875 {
2876         static_branch_dec(&preempt_notifier_key);
2877 }
2878 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_dec);
2879
2880 /**
2881  * preempt_notifier_register - tell me when current is being preempted & rescheduled
2882  * @notifier: notifier struct to register
2883  */
2884 void preempt_notifier_register(struct preempt_notifier *notifier)
2885 {
2886         if (!static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2887                 WARN(1, "registering preempt_notifier while notifiers disabled\n");
2888
2889         hlist_add_head(&notifier->link, &current->preempt_notifiers);
2890 }
2891 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_register);
2892
2893 /**
2894  * preempt_notifier_unregister - no longer interested in preemption notifications
2895  * @notifier: notifier struct to unregister
2896  *
2897  * This is *not* safe to call from within a preemption notifier.
2898  */
2899 void preempt_notifier_unregister(struct preempt_notifier *notifier)
2900 {
2901         hlist_del(&notifier->link);
2902 }
2903 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_notifier_unregister);
2904
2905 static void __fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2906 {
2907         struct preempt_notifier *notifier;
2908
2909         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2910                 notifier->ops->sched_in(notifier, raw_smp_processor_id());
2911 }
2912
2913 static __always_inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2914 {
2915         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2916                 __fire_sched_in_preempt_notifiers(curr);
2917 }
2918
2919 static void
2920 __fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2921                                    struct task_struct *next)
2922 {
2923         struct preempt_notifier *notifier;
2924
2925         hlist_for_each_entry(notifier, &curr->preempt_notifiers, link)
2926                 notifier->ops->sched_out(notifier, next);
2927 }
2928
2929 static __always_inline void
2930 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2931                                  struct task_struct *next)
2932 {
2933         if (static_branch_unlikely(&preempt_notifier_key))
2934                 __fire_sched_out_preempt_notifiers(curr, next);
2935 }
2936
2937 #else /* !CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2938
2939 static inline void fire_sched_in_preempt_notifiers(struct task_struct *curr)
2940 {
2941 }
2942
2943 static inline void
2944 fire_sched_out_preempt_notifiers(struct task_struct *curr,
2945                                  struct task_struct *next)
2946 {
2947 }
2948
2949 #endif /* CONFIG_PREEMPT_NOTIFIERS */
2950
2951 static inline void prepare_task(struct task_struct *next)
2952 {
2953 #ifdef CONFIG_SMP
2954         /*
2955          * Claim the task as running, we do this before switching to it
2956          * such that any running task will have this set.
2957          */
2958         next->on_cpu = 1;
2959 #endif
2960 }
2961
2962 static inline void finish_task(struct task_struct *prev)
2963 {
2964 #ifdef CONFIG_SMP
2965         /*
2966          * After ->on_cpu is cleared, the task can be moved to a different CPU.
2967          * We must ensure this doesn't happen until the switch is completely
2968          * finished.
2969          *
2970          * In particular, the load of prev->state in finish_task_switch() must
2971          * happen before this.
2972          *
2973          * Pairs with the smp_cond_load_acquire() in try_to_wake_up().
2974          */
2975         smp_store_release(&prev->on_cpu, 0);
2976 #endif
2977 }
2978
2979 static inline void
2980 prepare_lock_switch(struct rq *rq, struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
2981 {
2982         /*
2983          * Since the runqueue lock will be released by the next
2984          * task (which is an invalid locking op but in the case
2985          * of the scheduler it's an obvious special-case), so we
2986          * do an early lockdep release here:
2987          */
2988         rq_unpin_lock(rq, rf);
2989         spin_release(&rq->lock.dep_map, 1, _THIS_IP_);
2990 #ifdef CONFIG_DEBUG_SPINLOCK
2991         /* this is a valid case when another task releases the spinlock */
2992         rq->lock.owner = next;
2993 #endif
2994 }
2995
2996 static inline void finish_lock_switch(struct rq *rq)
2997 {
2998         /*
2999          * If we are tracking spinlock dependencies then we have to
3000          * fix up the runqueue lock - which gets 'carried over' from
3001          * prev into current:
3002          */
3003         spin_acquire(&rq->lock.dep_map, 0, 0, _THIS_IP_);
3004         raw_spin_unlock_irq(&rq->lock);
3005 }
3006
3007 /*
3008  * NOP if the arch has not defined these:
3009  */
3010
3011 #ifndef prepare_arch_switch
3012 # define prepare_arch_switch(next)      do { } while (0)
3013 #endif
3014
3015 #ifndef finish_arch_post_lock_switch
3016 # define finish_arch_post_lock_switch() do { } while (0)
3017 #endif
3018
3019 /**
3020  * prepare_task_switch - prepare to switch tasks
3021  * @rq: the runqueue preparing to switch
3022  * @prev: the current task that is being switched out
3023  * @next: the task we are going to switch to.
3024  *
3025  * This is called with the rq lock held and interrupts off. It must
3026  * be paired with a subsequent finish_task_switch after the context
3027  * switch.
3028  *
3029  * prepare_task_switch sets up locking and calls architecture specific
3030  * hooks.
3031  */
3032 static inline void
3033 prepare_task_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3034                     struct task_struct *next)
3035 {
3036         kcov_prepare_switch(prev);
3037         sched_info_switch(rq, prev, next);
3038         perf_event_task_sched_out(prev, next);
3039         rseq_preempt(prev);
3040         fire_sched_out_preempt_notifiers(prev, next);
3041         prepare_task(next);
3042         prepare_arch_switch(next);
3043 }
3044
3045 /**
3046  * finish_task_switch - clean up after a task-switch
3047  * @prev: the thread we just switched away from.
3048  *
3049  * finish_task_switch must be called after the context switch, paired
3050  * with a prepare_task_switch call before the context switch.
3051  * finish_task_switch will reconcile locking set up by prepare_task_switch,
3052  * and do any other architecture-specific cleanup actions.
3053  *
3054  * Note that we may have delayed dropping an mm in context_switch(). If
3055  * so, we finish that here outside of the runqueue lock. (Doing it
3056  * with the lock held can cause deadlocks; see schedule() for
3057  * details.)
3058  *
3059  * The context switch have flipped the stack from under us and restored the
3060  * local variables which were saved when this task called schedule() in the
3061  * past. prev == current is still correct but we need to recalculate this_rq
3062  * because prev may have moved to another CPU.
3063  */
3064 static struct rq *finish_task_switch(struct task_struct *prev)
3065         __releases(rq->lock)
3066 {
3067         struct rq *rq = this_rq();
3068         struct mm_struct *mm = rq->prev_mm;
3069         long prev_state;
3070
3071         /*
3072          * The previous task will have left us with a preempt_count of 2
3073          * because it left us after:
3074          *
3075          *      schedule()
3076          *        preempt_disable();                    // 1
3077          *        __schedule()
3078          *          raw_spin_lock_irq(&rq->lock)        // 2
3079          *
3080          * Also, see FORK_PREEMPT_COUNT.
3081          */
3082         if (WARN_ONCE(preempt_count() != 2*PREEMPT_DISABLE_OFFSET,
3083                       "corrupted preempt_count: %s/%d/0x%x\n",
3084                       current->comm, current->pid, preempt_count()))
3085                 preempt_count_set(FORK_PREEMPT_COUNT);
3086
3087         rq->prev_mm = NULL;
3088
3089         /*
3090          * A task struct has one reference for the use as "current".
3091          * If a task dies, then it sets TASK_DEAD in tsk->state and calls
3092          * schedule one last time. The schedule call will never return, and
3093          * the scheduled task must drop that reference.
3094          *
3095          * We must observe prev->state before clearing prev->on_cpu (in
3096          * finish_task), otherwise a concurrent wakeup can get prev
3097          * running on another CPU and we could rave with its RUNNING -> DEAD
3098          * transition, resulting in a double drop.
3099          */
3100         prev_state = prev->state;
3101         vtime_task_switch(prev);
3102         perf_event_task_sched_in(prev, current);
3103         finish_task(prev);
3104         finish_lock_switch(rq);
3105         finish_arch_post_lock_switch();
3106         kcov_finish_switch(current);
3107
3108         fire_sched_in_preempt_notifiers(current);
3109         /*
3110          * When switching through a kernel thread, the loop in
3111          * membarrier_{private,global}_expedited() may have observed that
3112          * kernel thread and not issued an IPI. It is therefore possible to
3113          * schedule between user->kernel->user threads without passing though
3114          * switch_mm(). Membarrier requires a barrier after storing to
3115          * rq->curr, before returning to userspace, so provide them here:
3116          *
3117          * - a full memory barrier for {PRIVATE,GLOBAL}_EXPEDITED, implicitly
3118          *   provided by mmdrop(),
3119          * - a sync_core for SYNC_CORE.
3120          */
3121         if (mm) {
3122                 membarrier_mm_sync_core_before_usermode(mm);
3123                 mmdrop(mm);
3124         }
3125         if (unlikely(prev_state == TASK_DEAD)) {
3126                 if (prev->sched_class->task_dead)
3127                         prev->sched_class->task_dead(prev);
3128
3129                 /*
3130                  * Remove function-return probe instances associated with this
3131                  * task and put them back on the free list.
3132                  */
3133                 kprobe_flush_task(prev);
3134
3135                 /* Task is done with its stack. */
3136                 put_task_stack(prev);
3137
3138                 put_task_struct(prev);
3139         }
3140
3141         tick_nohz_task_switch();
3142         return rq;
3143 }
3144
3145 #ifdef CONFIG_SMP
3146
3147 /* rq->lock is NOT held, but preemption is disabled */
3148 static void __balance_callback(struct rq *rq)
3149 {
3150         struct callback_head *head, *next;
3151         void (*func)(struct rq *rq);
3152         unsigned long flags;
3153
3154         raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
3155         head = rq->balance_callback;
3156         rq->balance_callback = NULL;
3157         while (head) {
3158                 func = (void (*)(struct rq *))head->func;
3159                 next = head->next;
3160                 head->next = NULL;
3161                 head = next;
3162
3163                 func(rq);
3164         }
3165         raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
3166 }
3167
3168 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3169 {
3170         if (unlikely(rq->balance_callback))
3171                 __balance_callback(rq);
3172 }
3173
3174 #else
3175
3176 static inline void balance_callback(struct rq *rq)
3177 {
3178 }
3179
3180 #endif
3181
3182 /**
3183  * schedule_tail - first thing a freshly forked thread must call.
3184  * @prev: the thread we just switched away from.
3185  */
3186 asmlinkage __visible void schedule_tail(struct task_struct *prev)
3187         __releases(rq->lock)
3188 {
3189         struct rq *rq;
3190
3191         /*
3192          * New tasks start with FORK_PREEMPT_COUNT, see there and
3193          * finish_task_switch() for details.
3194          *
3195          * finish_task_switch() will drop rq->lock() and lower preempt_count
3196          * and the preempt_enable() will end up enabling preemption (on
3197          * PREEMPT_COUNT kernels).
3198          */
3199
3200         rq = finish_task_switch(prev);
3201         balance_callback(rq);
3202         preempt_enable();
3203
3204         if (current->set_child_tid)
3205                 put_user(task_pid_vnr(current), current->set_child_tid);
3206
3207         calculate_sigpending();
3208 }
3209
3210 /*
3211  * context_switch - switch to the new MM and the new thread's register state.
3212  */
3213 static __always_inline struct rq *
3214 context_switch(struct rq *rq, struct task_struct *prev,
3215                struct task_struct *next, struct rq_flags *rf)
3216 {
3217         struct mm_struct *mm, *oldmm;
3218
3219         prepare_task_switch(rq, prev, next);
3220
3221         mm = next->mm;
3222         oldmm = prev->active_mm;
3223         /*
3224          * For paravirt, this is coupled with an exit in switch_to to
3225          * combine the page table reload and the switch backend into
3226          * one hypercall.
3227          */
3228         arch_start_context_switch(prev);
3229
3230         /*
3231          * If mm is non-NULL, we pass through switch_mm(). If mm is
3232          * NULL, we will pass through mmdrop() in finish_task_switch().
3233          * Both of these contain the full memory barrier required by
3234          * membarrier after storing to rq->curr, before returning to
3235          * user-space.
3236          */
3237         if (!mm) {
3238                 next->active_mm = oldmm;
3239                 mmgrab(oldmm);
3240                 enter_lazy_tlb(oldmm, next);
3241         } else
3242                 switch_mm_irqs_off(oldmm, mm, next);
3243
3244         if (!prev->mm) {
3245                 prev->active_mm = NULL;
3246                 rq->prev_mm = oldmm;
3247         }
3248
3249         rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3250
3251         prepare_lock_switch(rq, next, rf);
3252
3253         /* Here we just switch the register state and the stack. */
3254         switch_to(prev, next, prev);
3255         barrier();
3256
3257         return finish_task_switch(prev);
3258 }
3259
3260 /*
3261  * nr_running and nr_context_switches:
3262  *
3263  * externally visible scheduler statistics: current number of runnable
3264  * threads, total number of context switches performed since bootup.
3265  */
3266 unsigned long nr_running(void)
3267 {
3268         unsigned long i, sum = 0;
3269
3270         for_each_online_cpu(i)
3271                 sum += cpu_rq(i)->nr_running;
3272
3273         return sum;
3274 }
3275
3276 /*
3277  * Check if only the current task is running on the CPU.
3278  *
3279  * Caution: this function does not check that the caller has disabled
3280  * preemption, thus the result might have a time-of-check-to-time-of-use
3281  * race.  The caller is responsible to use it correctly, for example:
3282  *
3283  * - from a non-preemptible section (of course)
3284  *
3285  * - from a thread that is bound to a single CPU
3286  *
3287  * - in a loop with very short iterations (e.g. a polling loop)
3288  */
3289 bool single_task_running(void)
3290 {
3291         return raw_rq()->nr_running == 1;
3292 }
3293 EXPORT_SYMBOL(single_task_running);
3294
3295 unsigned long long nr_context_switches(void)
3296 {
3297         int i;
3298         unsigned long long sum = 0;
3299
3300         for_each_possible_cpu(i)
3301                 sum += cpu_rq(i)->nr_switches;
3302
3303         return sum;
3304 }
3305
3306 /*
3307  * Consumers of these two interfaces, like for example the cpuidle menu
3308  * governor, are using nonsensical data. Preferring shallow idle state selection
3309  * for a CPU that has IO-wait which might not even end up running the task when
3310  * it does become runnable.
3311  */
3312
3313 unsigned long nr_iowait_cpu(int cpu)
3314 {
3315         return atomic_read(&cpu_rq(cpu)->nr_iowait);
3316 }
3317
3318 /*
3319  * IO-wait accounting, and how its mostly bollocks (on SMP).
3320  *
3321  * The idea behind IO-wait account is to account the idle time that we could
3322  * have spend running if it were not for IO. That is, if we were to improve the
3323  * storage performance, we'd have a proportional reduction in IO-wait time.
3324  *
3325  * This all works nicely on UP, where, when a task blocks on IO, we account
3326  * idle time as IO-wait, because if the storage were faster, it could've been
3327  * running and we'd not be idle.
3328  *
3329  * This has been extended to SMP, by doing the same for each CPU. This however
3330  * is broken.
3331  *
3332  * Imagine for instance the case where two tasks block on one CPU, only the one
3333  * CPU will have IO-wait accounted, while the other has regular idle. Even
3334  * though, if the storage were faster, both could've ran at the same time,
3335  * utilising both CPUs.
3336  *
3337  * This means, that when looking globally, the current IO-wait accounting on
3338  * SMP is a lower bound, by reason of under accounting.
3339  *
3340  * Worse, since the numbers are provided per CPU, they are sometimes
3341  * interpreted per CPU, and that is nonsensical. A blocked task isn't strictly
3342  * associated with any one particular CPU, it can wake to another CPU than it
3343  * blocked on. This means the per CPU IO-wait number is meaningless.
3344  *
3345  * Task CPU affinities can make all that even more 'interesting'.
3346  */
3347
3348 unsigned long nr_iowait(void)
3349 {
3350         unsigned long i, sum = 0;
3351
3352         for_each_possible_cpu(i)
3353                 sum += nr_iowait_cpu(i);
3354
3355         return sum;
3356 }
3357
3358 #ifdef CONFIG_SMP
3359
3360 /*
3361  * sched_exec - execve() is a valuable balancing opportunity, because at
3362  * this point the task has the smallest effective memory and cache footprint.
3363  */
3364 void sched_exec(void)
3365 {
3366         struct task_struct *p = current;
3367         unsigned long flags;
3368         int dest_cpu;
3369
3370         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
3371         dest_cpu = p->sched_class->select_task_rq(p, task_cpu(p), SD_BALANCE_EXEC, 0);
3372         if (dest_cpu == smp_processor_id())
3373                 goto unlock;
3374
3375         if (likely(cpu_active(dest_cpu))) {
3376                 struct migration_arg arg = { p, dest_cpu };
3377
3378                 raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3379                 stop_one_cpu(task_cpu(p), migration_cpu_stop, &arg);
3380                 return;
3381         }
3382 unlock:
3383         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
3384 }
3385
3386 #endif
3387
3388 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_stat, kstat);
3389 DEFINE_PER_CPU(struct kernel_cpustat, kernel_cpustat);
3390
3391 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kstat);
3392 EXPORT_PER_CPU_SYMBOL(kernel_cpustat);
3393
3394 /*
3395  * The function fair_sched_class.update_curr accesses the struct curr
3396  * and its field curr->exec_start; when called from task_sched_runtime(),
3397  * we observe a high rate of cache misses in practice.
3398  * Prefetching this data results in improved performance.
3399  */
3400 static inline void prefetch_curr_exec_start(struct task_struct *p)
3401 {
3402 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3403         struct sched_entity *curr = (&p->se)->cfs_rq->curr;
3404 #else
3405         struct sched_entity *curr = (&task_rq(p)->cfs)->curr;
3406 #endif
3407         prefetch(curr);
3408         prefetch(&curr->exec_start);
3409 }
3410
3411 /*
3412  * Return accounted runtime for the task.
3413  * In case the task is currently running, return the runtime plus current's
3414  * pending runtime that have not been accounted yet.
3415  */
3416 unsigned long long task_sched_runtime(struct task_struct *p)
3417 {
3418         struct rq_flags rf;
3419         struct rq *rq;
3420         u64 ns;
3421
3422 #if defined(CONFIG_64BIT) && defined(CONFIG_SMP)
3423         /*
3424          * 64-bit doesn't need locks to atomically read a 64-bit value.
3425          * So we have a optimization chance when the task's delta_exec is 0.
3426          * Reading ->on_cpu is racy, but this is ok.
3427          *
3428          * If we race with it leaving CPU, we'll take a lock. So we're correct.
3429          * If we race with it entering CPU, unaccounted time is 0. This is
3430          * indistinguishable from the read occurring a few cycles earlier.
3431          * If we see ->on_cpu without ->on_rq, the task is leaving, and has
3432          * been accounted, so we're correct here as well.
3433          */
3434         if (!p->on_cpu || !task_on_rq_queued(p))
3435                 return p->se.sum_exec_runtime;
3436 #endif
3437
3438         rq = task_rq_lock(p, &rf);
3439         /*
3440          * Must be ->curr _and_ ->on_rq.  If dequeued, we would
3441          * project cycles that may never be accounted to this
3442          * thread, breaking clock_gettime().
3443          */
3444         if (task_current(rq, p) && task_on_rq_queued(p)) {
3445                 prefetch_curr_exec_start(p);
3446                 update_rq_clock(rq);
3447                 p->sched_class->update_curr(rq);
3448         }
3449         ns = p->se.sum_exec_runtime;
3450         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
3451
3452         return ns;
3453 }
3454
3455 /*
3456  * This function gets called by the timer code, with HZ frequency.
3457  * We call it with interrupts disabled.
3458  */
3459 void scheduler_tick(void)
3460 {
3461         int cpu = smp_processor_id();
3462         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3463         struct task_struct *curr = rq->curr;
3464         struct rq_flags rf;
3465
3466         sched_clock_tick();
3467
3468         rq_lock(rq, &rf);
3469
3470         update_rq_clock(rq);
3471         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3472         calc_global_load_tick(rq);
3473         psi_task_tick(rq);
3474
3475         rq_unlock(rq, &rf);
3476
3477         perf_event_task_tick();
3478
3479 #ifdef CONFIG_SMP
3480         rq->idle_balance = idle_cpu(cpu);
3481         trigger_load_balance(rq);
3482 #endif
3483 }
3484
3485 #ifdef CONFIG_NO_HZ_FULL
3486
3487 struct tick_work {
3488         int                     cpu;
3489         struct delayed_work     work;
3490 };
3491
3492 static struct tick_work __percpu *tick_work_cpu;
3493
3494 static void sched_tick_remote(struct work_struct *work)
3495 {
3496         struct delayed_work *dwork = to_delayed_work(work);
3497         struct tick_work *twork = container_of(dwork, struct tick_work, work);
3498         int cpu = twork->cpu;
3499         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
3500         struct task_struct *curr;
3501         struct rq_flags rf;
3502         u64 delta;
3503
3504         /*
3505          * Handle the tick only if it appears the remote CPU is running in full
3506          * dynticks mode. The check is racy by nature, but missing a tick or
3507          * having one too much is no big deal because the scheduler tick updates
3508          * statistics and checks timeslices in a time-independent way, regardless
3509          * of when exactly it is running.
3510          */
3511         if (idle_cpu(cpu) || !tick_nohz_tick_stopped_cpu(cpu))
3512                 goto out_requeue;
3513
3514         rq_lock_irq(rq, &rf);
3515         curr = rq->curr;
3516         if (is_idle_task(curr))
3517                 goto out_unlock;
3518
3519         update_rq_clock(rq);
3520         delta = rq_clock_task(rq) - curr->se.exec_start;
3521
3522         /*
3523          * Make sure the next tick runs within a reasonable
3524          * amount of time.
3525          */
3526         WARN_ON_ONCE(delta > (u64)NSEC_PER_SEC * 3);
3527         curr->sched_class->task_tick(rq, curr, 0);
3528
3529 out_unlock:
3530         rq_unlock_irq(rq, &rf);
3531
3532 out_requeue:
3533         /*
3534          * Run the remote tick once per second (1Hz). This arbitrary
3535          * frequency is large enough to avoid overload but short enough
3536          * to keep scheduler internal stats reasonably up to date.
3537          */
3538         queue_delayed_work(system_unbound_wq, dwork, HZ);
3539 }
3540
3541 static void sched_tick_start(int cpu)
3542 {
3543         struct tick_work *twork;
3544
3545         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3546                 return;
3547
3548         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3549
3550         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3551         twork->cpu = cpu;
3552         INIT_DELAYED_WORK(&twork->work, sched_tick_remote);
3553         queue_delayed_work(system_unbound_wq, &twork->work, HZ);
3554 }
3555
3556 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
3557 static void sched_tick_stop(int cpu)
3558 {
3559         struct tick_work *twork;
3560
3561         if (housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_TICK))
3562                 return;
3563
3564         WARN_ON_ONCE(!tick_work_cpu);
3565
3566         twork = per_cpu_ptr(tick_work_cpu, cpu);
3567         cancel_delayed_work_sync(&twork->work);
3568 }
3569 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
3570
3571 int __init sched_tick_offload_init(void)
3572 {
3573         tick_work_cpu = alloc_percpu(struct tick_work);
3574         BUG_ON(!tick_work_cpu);
3575
3576         return 0;
3577 }
3578
3579 #else /* !CONFIG_NO_HZ_FULL */
3580 static inline void sched_tick_start(int cpu) { }
3581 static inline void sched_tick_stop(int cpu) { }
3582 #endif
3583
3584 #if defined(CONFIG_PREEMPT) && (defined(CONFIG_DEBUG_PREEMPT) || \
3585                                 defined(CONFIG_TRACE_PREEMPT_TOGGLE))
3586 /*
3587  * If the value passed in is equal to the current preempt count
3588  * then we just disabled preemption. Start timing the latency.
3589  */
3590 static inline void preempt_latency_start(int val)
3591 {
3592         if (preempt_count() == val) {
3593                 unsigned long ip = get_lock_parent_ip();
3594 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3595                 current->preempt_disable_ip = ip;
3596 #endif
3597                 trace_preempt_off(CALLER_ADDR0, ip);
3598         }
3599 }
3600
3601 void preempt_count_add(int val)
3602 {
3603 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3604         /*
3605          * Underflow?
3606          */
3607         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() < 0)))
3608                 return;
3609 #endif
3610         __preempt_count_add(val);
3611 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3612         /*
3613          * Spinlock count overflowing soon?
3614          */
3615         DEBUG_LOCKS_WARN_ON((preempt_count() & PREEMPT_MASK) >=
3616                                 PREEMPT_MASK - 10);
3617 #endif
3618         preempt_latency_start(val);
3619 }
3620 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_add);
3621 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_add);
3622
3623 /*
3624  * If the value passed in equals to the current preempt count
3625  * then we just enabled preemption. Stop timing the latency.
3626  */
3627 static inline void preempt_latency_stop(int val)
3628 {
3629         if (preempt_count() == val)
3630                 trace_preempt_on(CALLER_ADDR0, get_lock_parent_ip());
3631 }
3632
3633 void preempt_count_sub(int val)
3634 {
3635 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3636         /*
3637          * Underflow?
3638          */
3639         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON(val > preempt_count()))
3640                 return;
3641         /*
3642          * Is the spinlock portion underflowing?
3643          */
3644         if (DEBUG_LOCKS_WARN_ON((val < PREEMPT_MASK) &&
3645                         !(preempt_count() & PREEMPT_MASK)))
3646                 return;
3647 #endif
3648
3649         preempt_latency_stop(val);
3650         __preempt_count_sub(val);
3651 }
3652 EXPORT_SYMBOL(preempt_count_sub);
3653 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_count_sub);
3654
3655 #else
3656 static inline void preempt_latency_start(int val) { }
3657 static inline void preempt_latency_stop(int val) { }
3658 #endif
3659
3660 static inline unsigned long get_preempt_disable_ip(struct task_struct *p)
3661 {
3662 #ifdef CONFIG_DEBUG_PREEMPT
3663         return p->preempt_disable_ip;
3664 #else
3665         return 0;
3666 #endif
3667 }
3668
3669 /*
3670  * Print scheduling while atomic bug:
3671  */
3672 static noinline void __schedule_bug(struct task_struct *prev)
3673 {
3674         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it */
3675         unsigned long preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
3676
3677         if (oops_in_progress)
3678                 return;
3679
3680         printk(KERN_ERR "BUG: scheduling while atomic: %s/%d/0x%08x\n",
3681                 prev->comm, prev->pid, preempt_count());
3682
3683         debug_show_held_locks(prev);
3684         print_modules();
3685         if (irqs_disabled())
3686                 print_irqtrace_events(prev);
3687         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
3688             && in_atomic_preempt_off()) {
3689                 pr_err("Preemption disabled at:");
3690                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
3691                 pr_cont("\n");
3692         }
3693         if (panic_on_warn)
3694                 panic("scheduling while atomic\n");
3695
3696         dump_stack();
3697         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
3698 }
3699
3700 /*
3701  * Various schedule()-time debugging checks and statistics:
3702  */
3703 static inline void schedule_debug(struct task_struct *prev)
3704 {
3705 #ifdef CONFIG_SCHED_STACK_END_CHECK
3706         if (task_stack_end_corrupted(prev))
3707                 panic("corrupted stack end detected inside scheduler\n");
3708 #endif
3709
3710         if (unlikely(in_atomic_preempt_off())) {
3711                 __schedule_bug(prev);
3712                 preempt_count_set(PREEMPT_DISABLED);
3713         }
3714         rcu_sleep_check();
3715
3716         profile_hit(SCHED_PROFILING, __builtin_return_address(0));
3717
3718         schedstat_inc(this_rq()->sched_count);
3719 }
3720
3721 /*
3722  * Pick up the highest-prio task:
3723  */
3724 static inline struct task_struct *
3725 pick_next_task(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
3726 {
3727         const struct sched_class *class;
3728         struct task_struct *p;
3729
3730         /*
3731          * Optimization: we know that if all tasks are in the fair class we can
3732          * call that function directly, but only if the @prev task wasn't of a
3733          * higher scheduling class, because otherwise those loose the
3734          * opportunity to pull in more work from other CPUs.
3735          */
3736         if (likely((prev->sched_class == &idle_sched_class ||
3737                     prev->sched_class == &fair_sched_class) &&
3738                    rq->nr_running == rq->cfs.h_nr_running)) {
3739
3740                 p = fair_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3741                 if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3742                         goto again;
3743
3744                 /* Assumes fair_sched_class->next == idle_sched_class */
3745                 if (unlikely(!p))
3746                         p = idle_sched_class.pick_next_task(rq, prev, rf);
3747
3748                 return p;
3749         }
3750
3751 again:
3752         for_each_class(class) {
3753                 p = class->pick_next_task(rq, prev, rf);
3754                 if (p) {
3755                         if (unlikely(p == RETRY_TASK))
3756                                 goto again;
3757                         return p;
3758                 }
3759         }
3760
3761         /* The idle class should always have a runnable task: */
3762         BUG();
3763 }
3764
3765 /*
3766  * __schedule() is the main scheduler function.
3767  *
3768  * The main means of driving the scheduler and thus entering this function are:
3769  *
3770  *   1. Explicit blocking: mutex, semaphore, waitqueue, etc.
3771  *
3772  *   2. TIF_NEED_RESCHED flag is checked on interrupt and userspace return
3773  *      paths. For example, see arch/x86/entry_64.S.
3774  *
3775  *      To drive preemption between tasks, the scheduler sets the flag in timer
3776  *      interrupt handler scheduler_tick().
3777  *
3778  *   3. Wakeups don't really cause entry into schedule(). They add a
3779  *      task to the run-queue and that's it.
3780  *
3781  *      Now, if the new task added to the run-queue preempts the current
3782  *      task, then the wakeup sets TIF_NEED_RESCHED and schedule() gets
3783  *      called on the nearest possible occasion:
3784  *
3785  *       - If the kernel is preemptible (CONFIG_PREEMPT=y):
3786  *
3787  *         - in syscall or exception context, at the next outmost
3788  *           preempt_enable(). (this might be as soon as the wake_up()'s
3789  *           spin_unlock()!)
3790  *
3791  *         - in IRQ context, return from interrupt-handler to
3792  *           preemptible context
3793  *
3794  *       - If the kernel is not preemptible (CONFIG_PREEMPT is not set)
3795  *         then at the next:
3796  *
3797  *          - cond_resched() call
3798  *          - explicit schedule() call
3799  *          - return from syscall or exception to user-space
3800  *          - return from interrupt-handler to user-space
3801  *
3802  * WARNING: must be called with preemption disabled!
3803  */
3804 static void __sched notrace __schedule(bool preempt)
3805 {
3806         struct task_struct *prev, *next;
3807         unsigned long *switch_count;
3808         struct rq_flags rf;
3809         struct rq *rq;
3810         int cpu;
3811
3812         cpu = smp_processor_id();
3813         rq = cpu_rq(cpu);
3814         prev = rq->curr;
3815
3816         schedule_debug(prev);
3817
3818         if (sched_feat(HRTICK))
3819                 hrtick_clear(rq);
3820
3821         local_irq_disable();
3822         rcu_note_context_switch(preempt);
3823
3824         /*
3825          * Make sure that signal_pending_state()->signal_pending() below
3826          * can't be reordered with __set_current_state(TASK_INTERRUPTIBLE)
3827          * done by the caller to avoid the race with signal_wake_up().
3828          *
3829          * The membarrier system call requires a full memory barrier
3830          * after coming from user-space, before storing to rq->curr.
3831          */
3832         rq_lock(rq, &rf);
3833         smp_mb__after_spinlock();
3834
3835         /* Promote REQ to ACT */
3836         rq->clock_update_flags <<= 1;
3837         update_rq_clock(rq);
3838
3839         switch_count = &prev->nivcsw;
3840         if (!preempt && prev->state) {
3841                 if (signal_pending_state(prev->state, prev)) {
3842                         prev->state = TASK_RUNNING;
3843                 } else {
3844                         deactivate_task(rq, prev, DEQUEUE_SLEEP | DEQUEUE_NOCLOCK);
3845
3846                         if (prev->in_iowait) {
3847                                 atomic_inc(&rq->nr_iowait);
3848                                 delayacct_blkio_start();
3849                         }
3850                 }
3851                 switch_count = &prev->nvcsw;
3852         }
3853
3854         next = pick_next_task(rq, prev, &rf);
3855         clear_tsk_need_resched(prev);
3856         clear_preempt_need_resched();
3857
3858         if (likely(prev != next)) {
3859                 rq->nr_switches++;
3860                 rq->curr = next;
3861                 /*
3862                  * The membarrier system call requires each architecture
3863                  * to have a full memory barrier after updating
3864                  * rq->curr, before returning to user-space.
3865                  *
3866                  * Here are the schemes providing that barrier on the
3867                  * various architectures:
3868                  * - mm ? switch_mm() : mmdrop() for x86, s390, sparc, PowerPC.
3869                  *   switch_mm() rely on membarrier_arch_switch_mm() on PowerPC.
3870                  * - finish_lock_switch() for weakly-ordered
3871                  *   architectures where spin_unlock is a full barrier,
3872                  * - switch_to() for arm64 (weakly-ordered, spin_unlock
3873                  *   is a RELEASE barrier),
3874                  */
3875                 ++*switch_count;
3876
3877                 trace_sched_switch(preempt, prev, next);
3878
3879                 /* Also unlocks the rq: */
3880                 rq = context_switch(rq, prev, next, &rf);
3881         } else {
3882                 rq->clock_update_flags &= ~(RQCF_ACT_SKIP|RQCF_REQ_SKIP);
3883                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
3884         }
3885
3886         balance_callback(rq);
3887 }
3888
3889 void __noreturn do_task_dead(void)
3890 {
3891         /* Causes final put_task_struct in finish_task_switch(): */
3892         set_special_state(TASK_DEAD);
3893
3894         /* Tell freezer to ignore us: */
3895         current->flags |= PF_NOFREEZE;
3896
3897         __schedule(false);
3898         BUG();
3899
3900         /* Avoid "noreturn function does return" - but don't continue if BUG() is a NOP: */
3901         for (;;)
3902                 cpu_relax();
3903 }
3904
3905 static inline void sched_submit_work(struct task_struct *tsk)
3906 {
3907         if (!tsk->state)
3908                 return;
3909
3910         /*
3911          * If a worker went to sleep, notify and ask workqueue whether
3912          * it wants to wake up a task to maintain concurrency.
3913          * As this function is called inside the schedule() context,
3914          * we disable preemption to avoid it calling schedule() again
3915          * in the possible wakeup of a kworker.
3916          */
3917         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER) {
3918                 preempt_disable();
3919                 wq_worker_sleeping(tsk);
3920                 preempt_enable_no_resched();
3921         }
3922
3923         if (tsk_is_pi_blocked(tsk))
3924                 return;
3925
3926         /*
3927          * If we are going to sleep and we have plugged IO queued,
3928          * make sure to submit it to avoid deadlocks.
3929          */
3930         if (blk_needs_flush_plug(tsk))
3931                 blk_schedule_flush_plug(tsk);
3932 }
3933
3934 static void sched_update_worker(struct task_struct *tsk)
3935 {
3936         if (tsk->flags & PF_WQ_WORKER)
3937                 wq_worker_running(tsk);
3938 }
3939
3940 asmlinkage __visible void __sched schedule(void)
3941 {
3942         struct task_struct *tsk = current;
3943
3944         sched_submit_work(tsk);
3945         do {
3946                 preempt_disable();
3947                 __schedule(false);
3948                 sched_preempt_enable_no_resched();
3949         } while (need_resched());
3950         sched_update_worker(tsk);
3951 }
3952 EXPORT_SYMBOL(schedule);
3953
3954 /*
3955  * synchronize_rcu_tasks() makes sure that no task is stuck in preempted
3956  * state (have scheduled out non-voluntarily) by making sure that all
3957  * tasks have either left the run queue or have gone into user space.
3958  * As idle tasks do not do either, they must not ever be preempted
3959  * (schedule out non-voluntarily).
3960  *
3961  * schedule_idle() is similar to schedule_preempt_disable() except that it
3962  * never enables preemption because it does not call sched_submit_work().
3963  */
3964 void __sched schedule_idle(void)
3965 {
3966         /*
3967          * As this skips calling sched_submit_work(), which the idle task does
3968          * regardless because that function is a nop when the task is in a
3969          * TASK_RUNNING state, make sure this isn't used someplace that the
3970          * current task can be in any other state. Note, idle is always in the
3971          * TASK_RUNNING state.
3972          */
3973         WARN_ON_ONCE(current->state);
3974         do {
3975                 __schedule(false);
3976         } while (need_resched());
3977 }
3978
3979 #ifdef CONFIG_CONTEXT_TRACKING
3980 asmlinkage __visible void __sched schedule_user(void)
3981 {
3982         /*
3983          * If we come here after a random call to set_need_resched(),
3984          * or we have been woken up remotely but the IPI has not yet arrived,
3985          * we haven't yet exited the RCU idle mode. Do it here manually until
3986          * we find a better solution.
3987          *
3988          * NB: There are buggy callers of this function.  Ideally we
3989          * should warn if prev_state != CONTEXT_USER, but that will trigger
3990          * too frequently to make sense yet.
3991          */
3992         enum ctx_state prev_state = exception_enter();
3993         schedule();
3994         exception_exit(prev_state);
3995 }
3996 #endif
3997
3998 /**
3999  * schedule_preempt_disabled - called with preemption disabled
4000  *
4001  * Returns with preemption disabled. Note: preempt_count must be 1
4002  */
4003 void __sched schedule_preempt_disabled(void)
4004 {
4005         sched_preempt_enable_no_resched();
4006         schedule();
4007         preempt_disable();
4008 }
4009
4010 static void __sched notrace preempt_schedule_common(void)
4011 {
4012         do {
4013                 /*
4014                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4015                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4016                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4017                  * by the function tracer will call this function again and
4018                  * cause infinite recursion.
4019                  *
4020                  * Preemption must be disabled here before the function
4021                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4022                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4023                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4024                  * which can also be traced by the function tracer.
4025                  */
4026                 preempt_disable_notrace();
4027                 preempt_latency_start(1);
4028                 __schedule(true);
4029                 preempt_latency_stop(1);
4030                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4031
4032                 /*
4033                  * Check again in case we missed a preemption opportunity
4034                  * between schedule and now.
4035                  */
4036         } while (need_resched());
4037 }
4038
4039 #ifdef CONFIG_PREEMPT
4040 /*
4041  * this is the entry point to schedule() from in-kernel preemption
4042  * off of preempt_enable. Kernel preemptions off return from interrupt
4043  * occur there and call schedule directly.
4044  */
4045 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule(void)
4046 {
4047         /*
4048          * If there is a non-zero preempt_count or interrupts are disabled,
4049          * we do not want to preempt the current task. Just return..
4050          */
4051         if (likely(!preemptible()))
4052                 return;
4053
4054         preempt_schedule_common();
4055 }
4056 NOKPROBE_SYMBOL(preempt_schedule);
4057 EXPORT_SYMBOL(preempt_schedule);
4058
4059 /**
4060  * preempt_schedule_notrace - preempt_schedule called by tracing
4061  *
4062  * The tracing infrastructure uses preempt_enable_notrace to prevent
4063  * recursion and tracing preempt enabling caused by the tracing
4064  * infrastructure itself. But as tracing can happen in areas coming
4065  * from userspace or just about to enter userspace, a preempt enable
4066  * can occur before user_exit() is called. This will cause the scheduler
4067  * to be called when the system is still in usermode.
4068  *
4069  * To prevent this, the preempt_enable_notrace will use this function
4070  * instead of preempt_schedule() to exit user context if needed before
4071  * calling the scheduler.
4072  */
4073 asmlinkage __visible void __sched notrace preempt_schedule_notrace(void)
4074 {
4075         enum ctx_state prev_ctx;
4076
4077         if (likely(!preemptible()))
4078                 return;
4079
4080         do {
4081                 /*
4082                  * Because the function tracer can trace preempt_count_sub()
4083                  * and it also uses preempt_enable/disable_notrace(), if
4084                  * NEED_RESCHED is set, the preempt_enable_notrace() called
4085                  * by the function tracer will call this function again and
4086                  * cause infinite recursion.
4087                  *
4088                  * Preemption must be disabled here before the function
4089                  * tracer can trace. Break up preempt_disable() into two
4090                  * calls. One to disable preemption without fear of being
4091                  * traced. The other to still record the preemption latency,
4092                  * which can also be traced by the function tracer.
4093                  */
4094                 preempt_disable_notrace();
4095                 preempt_latency_start(1);
4096                 /*
4097                  * Needs preempt disabled in case user_exit() is traced
4098                  * and the tracer calls preempt_enable_notrace() causing
4099                  * an infinite recursion.
4100                  */
4101                 prev_ctx = exception_enter();
4102                 __schedule(true);
4103                 exception_exit(prev_ctx);
4104
4105                 preempt_latency_stop(1);
4106                 preempt_enable_no_resched_notrace();
4107         } while (need_resched());
4108 }
4109 EXPORT_SYMBOL_GPL(preempt_schedule_notrace);
4110
4111 #endif /* CONFIG_PREEMPT */
4112
4113 /*
4114  * this is the entry point to schedule() from kernel preemption
4115  * off of irq context.
4116  * Note, that this is called and return with irqs disabled. This will
4117  * protect us against recursive calling from irq.
4118  */
4119 asmlinkage __visible void __sched preempt_schedule_irq(void)
4120 {
4121         enum ctx_state prev_state;
4122
4123         /* Catch callers which need to be fixed */
4124         BUG_ON(preempt_count() || !irqs_disabled());
4125
4126         prev_state = exception_enter();
4127
4128         do {
4129                 preempt_disable();
4130                 local_irq_enable();
4131                 __schedule(true);
4132                 local_irq_disable();
4133                 sched_preempt_enable_no_resched();
4134         } while (need_resched());
4135
4136         exception_exit(prev_state);
4137 }
4138
4139 int default_wake_function(wait_queue_entry_t *curr, unsigned mode, int wake_flags,
4140                           void *key)
4141 {
4142         return try_to_wake_up(curr->private, mode, wake_flags);
4143 }
4144 EXPORT_SYMBOL(default_wake_function);
4145
4146 #ifdef CONFIG_RT_MUTEXES
4147
4148 static inline int __rt_effective_prio(struct task_struct *pi_task, int prio)
4149 {
4150         if (pi_task)
4151                 prio = min(prio, pi_task->prio);
4152
4153         return prio;
4154 }
4155
4156 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4157 {
4158         struct task_struct *pi_task = rt_mutex_get_top_task(p);
4159
4160         return __rt_effective_prio(pi_task, prio);
4161 }
4162
4163 /*
4164  * rt_mutex_setprio - set the current priority of a task
4165  * @p: task to boost
4166  * @pi_task: donor task
4167  *
4168  * This function changes the 'effective' priority of a task. It does
4169  * not touch ->normal_prio like __setscheduler().
4170  *
4171  * Used by the rt_mutex code to implement priority inheritance
4172  * logic. Call site only calls if the priority of the task changed.
4173  */
4174 void rt_mutex_setprio(struct task_struct *p, struct task_struct *pi_task)
4175 {
4176         int prio, oldprio, queued, running, queue_flag =
4177                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4178         const struct sched_class *prev_class;
4179         struct rq_flags rf;
4180         struct rq *rq;
4181
4182         /* XXX used to be waiter->prio, not waiter->task->prio */
4183         prio = __rt_effective_prio(pi_task, p->normal_prio);
4184
4185         /*
4186          * If nothing changed; bail early.
4187          */
4188         if (p->pi_top_task == pi_task && prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4189                 return;
4190
4191         rq = __task_rq_lock(p, &rf);
4192         update_rq_clock(rq);
4193         /*
4194          * Set under pi_lock && rq->lock, such that the value can be used under
4195          * either lock.
4196          *
4197          * Note that there is loads of tricky to make this pointer cache work
4198          * right. rt_mutex_slowunlock()+rt_mutex_postunlock() work together to
4199          * ensure a task is de-boosted (pi_task is set to NULL) before the
4200          * task is allowed to run again (and can exit). This ensures the pointer
4201          * points to a blocked task -- which guaratees the task is present.
4202          */
4203         p->pi_top_task = pi_task;
4204
4205         /*
4206          * For FIFO/RR we only need to set prio, if that matches we're done.
4207          */
4208         if (prio == p->prio && !dl_prio(prio))
4209                 goto out_unlock;
4210
4211         /*
4212          * Idle task boosting is a nono in general. There is one
4213          * exception, when PREEMPT_RT and NOHZ is active:
4214          *
4215          * The idle task calls get_next_timer_interrupt() and holds
4216          * the timer wheel base->lock on the CPU and another CPU wants
4217          * to access the timer (probably to cancel it). We can safely
4218          * ignore the boosting request, as the idle CPU runs this code
4219          * with interrupts disabled and will complete the lock
4220          * protected section without being interrupted. So there is no
4221          * real need to boost.
4222          */
4223         if (unlikely(p == rq->idle)) {
4224                 WARN_ON(p != rq->curr);
4225                 WARN_ON(p->pi_blocked_on);
4226                 goto out_unlock;
4227         }
4228
4229         trace_sched_pi_setprio(p, pi_task);
4230         oldprio = p->prio;
4231
4232         if (oldprio == prio)
4233                 queue_flag &= ~DEQUEUE_MOVE;
4234
4235         prev_class = p->sched_class;
4236         queued = task_on_rq_queued(p);
4237         running = task_current(rq, p);
4238         if (queued)
4239                 dequeue_task(rq, p, queue_flag);
4240         if (running)
4241                 put_prev_task(rq, p);
4242
4243         /*
4244          * Boosting condition are:
4245          * 1. -rt task is running and holds mutex A
4246          *      --> -dl task blocks on mutex A
4247          *
4248          * 2. -dl task is running and holds mutex A
4249          *      --> -dl task blocks on mutex A and could preempt the
4250          *          running task
4251          */
4252         if (dl_prio(prio)) {
4253                 if (!dl_prio(p->normal_prio) ||
4254                     (pi_task && dl_entity_preempt(&pi_task->dl, &p->dl))) {
4255                         p->dl.dl_boosted = 1;
4256                         queue_flag |= ENQUEUE_REPLENISH;
4257                 } else
4258                         p->dl.dl_boosted = 0;
4259                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4260         } else if (rt_prio(prio)) {
4261                 if (dl_prio(oldprio))
4262                         p->dl.dl_boosted = 0;
4263                 if (oldprio < prio)
4264                         queue_flag |= ENQUEUE_HEAD;
4265                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4266         } else {
4267                 if (dl_prio(oldprio))
4268                         p->dl.dl_boosted = 0;
4269                 if (rt_prio(oldprio))
4270                         p->rt.timeout = 0;
4271                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4272         }
4273
4274         p->prio = prio;
4275
4276         if (queued)
4277                 enqueue_task(rq, p, queue_flag);
4278         if (running)
4279                 set_curr_task(rq, p);
4280
4281         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4282 out_unlock:
4283         /* Avoid rq from going away on us: */
4284         preempt_disable();
4285         __task_rq_unlock(rq, &rf);
4286
4287         balance_callback(rq);
4288         preempt_enable();
4289 }
4290 #else
4291 static inline int rt_effective_prio(struct task_struct *p, int prio)
4292 {
4293         return prio;
4294 }
4295 #endif
4296
4297 void set_user_nice(struct task_struct *p, long nice)
4298 {
4299         bool queued, running;
4300         int old_prio, delta;
4301         struct rq_flags rf;
4302         struct rq *rq;
4303
4304         if (task_nice(p) == nice || nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
4305                 return;
4306         /*
4307          * We have to be careful, if called from sys_setpriority(),
4308          * the task might be in the middle of scheduling on another CPU.
4309          */
4310         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4311         update_rq_clock(rq);
4312
4313         /*
4314          * The RT priorities are set via sched_setscheduler(), but we still
4315          * allow the 'normal' nice value to be set - but as expected
4316          * it wont have any effect on scheduling until the task is
4317          * SCHED_DEADLINE, SCHED_FIFO or SCHED_RR:
4318          */
4319         if (task_has_dl_policy(p) || task_has_rt_policy(p)) {
4320                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4321                 goto out_unlock;
4322         }
4323         queued = task_on_rq_queued(p);
4324         running = task_current(rq, p);
4325         if (queued)
4326                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_NOCLOCK);
4327         if (running)
4328                 put_prev_task(rq, p);
4329
4330         p->static_prio = NICE_TO_PRIO(nice);
4331         set_load_weight(p, true);
4332         old_prio = p->prio;
4333         p->prio = effective_prio(p);
4334         delta = p->prio - old_prio;
4335
4336         if (queued) {
4337                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
4338                 /*
4339                  * If the task increased its priority or is running and
4340                  * lowered its priority, then reschedule its CPU:
4341                  */
4342                 if (delta < 0 || (delta > 0 && task_running(rq, p)))
4343                         resched_curr(rq);
4344         }
4345         if (running)
4346                 set_curr_task(rq, p);
4347 out_unlock:
4348         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4349 }
4350 EXPORT_SYMBOL(set_user_nice);
4351
4352 /*
4353  * can_nice - check if a task can reduce its nice value
4354  * @p: task
4355  * @nice: nice value
4356  */
4357 int can_nice(const struct task_struct *p, const int nice)
4358 {
4359         /* Convert nice value [19,-20] to rlimit style value [1,40]: */
4360         int nice_rlim = nice_to_rlimit(nice);
4361
4362         return (nice_rlim <= task_rlimit(p, RLIMIT_NICE) ||
4363                 capable(CAP_SYS_NICE));
4364 }
4365
4366 #ifdef __ARCH_WANT_SYS_NICE
4367
4368 /*
4369  * sys_nice - change the priority of the current process.
4370  * @increment: priority increment
4371  *
4372  * sys_setpriority is a more generic, but much slower function that
4373  * does similar things.
4374  */
4375 SYSCALL_DEFINE1(nice, int, increment)
4376 {
4377         long nice, retval;
4378
4379         /*
4380          * Setpriority might change our priority at the same moment.
4381          * We don't have to worry. Conceptually one call occurs first
4382          * and we have a single winner.
4383          */
4384         increment = clamp(increment, -NICE_WIDTH, NICE_WIDTH);
4385         nice = task_nice(current) + increment;
4386
4387         nice = clamp_val(nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4388         if (increment < 0 && !can_nice(current, nice))
4389                 return -EPERM;
4390
4391         retval = security_task_setnice(current, nice);
4392         if (retval)
4393                 return retval;
4394
4395         set_user_nice(current, nice);
4396         return 0;
4397 }
4398
4399 #endif
4400
4401 /**
4402  * task_prio - return the priority value of a given task.
4403  * @p: the task in question.
4404  *
4405  * Return: The priority value as seen by users in /proc.
4406  * RT tasks are offset by -200. Normal tasks are centered
4407  * around 0, value goes from -16 to +15.
4408  */
4409 int task_prio(const struct task_struct *p)
4410 {
4411         return p->prio - MAX_RT_PRIO;
4412 }
4413
4414 /**
4415  * idle_cpu - is a given CPU idle currently?
4416  * @cpu: the processor in question.
4417  *
4418  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4419  */
4420 int idle_cpu(int cpu)
4421 {
4422         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
4423
4424         if (rq->curr != rq->idle)
4425                 return 0;
4426
4427         if (rq->nr_running)
4428                 return 0;
4429
4430 #ifdef CONFIG_SMP
4431         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
4432                 return 0;
4433 #endif
4434
4435         return 1;
4436 }
4437
4438 /**
4439  * available_idle_cpu - is a given CPU idle for enqueuing work.
4440  * @cpu: the CPU in question.
4441  *
4442  * Return: 1 if the CPU is currently idle. 0 otherwise.
4443  */
4444 int available_idle_cpu(int cpu)
4445 {
4446         if (!idle_cpu(cpu))
4447                 return 0;
4448
4449         if (vcpu_is_preempted(cpu))
4450                 return 0;
4451
4452         return 1;
4453 }
4454
4455 /**
4456  * idle_task - return the idle task for a given CPU.
4457  * @cpu: the processor in question.
4458  *
4459  * Return: The idle task for the CPU @cpu.
4460  */
4461 struct task_struct *idle_task(int cpu)
4462 {
4463         return cpu_rq(cpu)->idle;
4464 }
4465
4466 /**
4467  * find_process_by_pid - find a process with a matching PID value.
4468  * @pid: the pid in question.
4469  *
4470  * The task of @pid, if found. %NULL otherwise.
4471  */
4472 static struct task_struct *find_process_by_pid(pid_t pid)
4473 {
4474         return pid ? find_task_by_vpid(pid) : current;
4475 }
4476
4477 /*
4478  * sched_setparam() passes in -1 for its policy, to let the functions
4479  * it calls know not to change it.
4480  */
4481 #define SETPARAM_POLICY -1
4482
4483 static void __setscheduler_params(struct task_struct *p,
4484                 const struct sched_attr *attr)
4485 {
4486         int policy = attr->sched_policy;
4487
4488         if (policy == SETPARAM_POLICY)
4489                 policy = p->policy;
4490
4491         p->policy = policy;
4492
4493         if (dl_policy(policy))
4494                 __setparam_dl(p, attr);
4495         else if (fair_policy(policy))
4496                 p->static_prio = NICE_TO_PRIO(attr->sched_nice);
4497
4498         /*
4499          * __sched_setscheduler() ensures attr->sched_priority == 0 when
4500          * !rt_policy. Always setting this ensures that things like
4501          * getparam()/getattr() don't report silly values for !rt tasks.
4502          */
4503         p->rt_priority = attr->sched_priority;
4504         p->normal_prio = normal_prio(p);
4505         set_load_weight(p, true);
4506 }
4507
4508 /* Actually do priority change: must hold pi & rq lock. */
4509 static void __setscheduler(struct rq *rq, struct task_struct *p,
4510                            const struct sched_attr *attr, bool keep_boost)
4511 {
4512         /*
4513          * If params can't change scheduling class changes aren't allowed
4514          * either.
4515          */
4516         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_PARAMS)
4517                 return;
4518
4519         __setscheduler_params(p, attr);
4520
4521         /*
4522          * Keep a potential priority boosting if called from
4523          * sched_setscheduler().
4524          */
4525         p->prio = normal_prio(p);
4526         if (keep_boost)
4527                 p->prio = rt_effective_prio(p, p->prio);
4528
4529         if (dl_prio(p->prio))
4530                 p->sched_class = &dl_sched_class;
4531         else if (rt_prio(p->prio))
4532                 p->sched_class = &rt_sched_class;
4533         else
4534                 p->sched_class = &fair_sched_class;
4535 }
4536
4537 /*
4538  * Check the target process has a UID that matches the current process's:
4539  */
4540 static bool check_same_owner(struct task_struct *p)
4541 {
4542         const struct cred *cred = current_cred(), *pcred;
4543         bool match;
4544
4545         rcu_read_lock();
4546         pcred = __task_cred(p);
4547         match = (uid_eq(cred->euid, pcred->euid) ||
4548                  uid_eq(cred->euid, pcred->uid));
4549         rcu_read_unlock();
4550         return match;
4551 }
4552
4553 static int __sched_setscheduler(struct task_struct *p,
4554                                 const struct sched_attr *attr,
4555                                 bool user, bool pi)
4556 {
4557         int newprio = dl_policy(attr->sched_policy) ? MAX_DL_PRIO - 1 :
4558                       MAX_RT_PRIO - 1 - attr->sched_priority;
4559         int retval, oldprio, oldpolicy = -1, queued, running;
4560         int new_effective_prio, policy = attr->sched_policy;
4561         const struct sched_class *prev_class;
4562         struct rq_flags rf;
4563         int reset_on_fork;
4564         int queue_flags = DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
4565         struct rq *rq;
4566
4567         /* The pi code expects interrupts enabled */
4568         BUG_ON(pi && in_interrupt());
4569 recheck:
4570         /* Double check policy once rq lock held: */
4571         if (policy < 0) {
4572                 reset_on_fork = p->sched_reset_on_fork;
4573                 policy = oldpolicy = p->policy;
4574         } else {
4575                 reset_on_fork = !!(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK);
4576
4577                 if (!valid_policy(policy))
4578                         return -EINVAL;
4579         }
4580
4581         if (attr->sched_flags & ~(SCHED_FLAG_ALL | SCHED_FLAG_SUGOV))
4582                 return -EINVAL;
4583
4584         /*
4585          * Valid priorities for SCHED_FIFO and SCHED_RR are
4586          * 1..MAX_USER_RT_PRIO-1, valid priority for SCHED_NORMAL,
4587          * SCHED_BATCH and SCHED_IDLE is 0.
4588          */
4589         if ((p->mm && attr->sched_priority > MAX_USER_RT_PRIO-1) ||
4590             (!p->mm && attr->sched_priority > MAX_RT_PRIO-1))
4591                 return -EINVAL;
4592         if ((dl_policy(policy) && !__checkparam_dl(attr)) ||
4593             (rt_policy(policy) != (attr->sched_priority != 0)))
4594                 return -EINVAL;
4595
4596         /*
4597          * Allow unprivileged RT tasks to decrease priority:
4598          */
4599         if (user && !capable(CAP_SYS_NICE)) {
4600                 if (fair_policy(policy)) {
4601                         if (attr->sched_nice < task_nice(p) &&
4602                             !can_nice(p, attr->sched_nice))
4603                                 return -EPERM;
4604                 }
4605
4606                 if (rt_policy(policy)) {
4607                         unsigned long rlim_rtprio =
4608                                         task_rlimit(p, RLIMIT_RTPRIO);
4609
4610                         /* Can't set/change the rt policy: */
4611                         if (policy != p->policy && !rlim_rtprio)
4612                                 return -EPERM;
4613
4614                         /* Can't increase priority: */
4615                         if (attr->sched_priority > p->rt_priority &&
4616                             attr->sched_priority > rlim_rtprio)
4617                                 return -EPERM;
4618                 }
4619
4620                  /*
4621                   * Can't set/change SCHED_DEADLINE policy at all for now
4622                   * (safest behavior); in the future we would like to allow
4623                   * unprivileged DL tasks to increase their relative deadline
4624                   * or reduce their runtime (both ways reducing utilization)
4625                   */
4626                 if (dl_policy(policy))
4627                         return -EPERM;
4628
4629                 /*
4630                  * Treat SCHED_IDLE as nice 20. Only allow a switch to
4631                  * SCHED_NORMAL if the RLIMIT_NICE would normally permit it.
4632                  */
4633                 if (task_has_idle_policy(p) && !idle_policy(policy)) {
4634                         if (!can_nice(p, task_nice(p)))
4635                                 return -EPERM;
4636                 }
4637
4638                 /* Can't change other user's priorities: */
4639                 if (!check_same_owner(p))
4640                         return -EPERM;
4641
4642                 /* Normal users shall not reset the sched_reset_on_fork flag: */
4643                 if (p->sched_reset_on_fork && !reset_on_fork)
4644                         return -EPERM;
4645         }
4646
4647         if (user) {
4648                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)
4649                         return -EINVAL;
4650
4651                 retval = security_task_setscheduler(p);
4652                 if (retval)
4653                         return retval;
4654         }
4655
4656         /* Update task specific "requested" clamps */
4657         if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) {
4658                 retval = uclamp_validate(p, attr);
4659                 if (retval)
4660                         return retval;
4661         }
4662
4663         /*
4664          * Make sure no PI-waiters arrive (or leave) while we are
4665          * changing the priority of the task:
4666          *
4667          * To be able to change p->policy safely, the appropriate
4668          * runqueue lock must be held.
4669          */
4670         rq = task_rq_lock(p, &rf);
4671         update_rq_clock(rq);
4672
4673         /*
4674          * Changing the policy of the stop threads its a very bad idea:
4675          */
4676         if (p == rq->stop) {
4677                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4678                 return -EINVAL;
4679         }
4680
4681         /*
4682          * If not changing anything there's no need to proceed further,
4683          * but store a possible modification of reset_on_fork.
4684          */
4685         if (unlikely(policy == p->policy)) {
4686                 if (fair_policy(policy) && attr->sched_nice != task_nice(p))
4687                         goto change;
4688                 if (rt_policy(policy) && attr->sched_priority != p->rt_priority)
4689                         goto change;
4690                 if (dl_policy(policy) && dl_param_changed(p, attr))
4691                         goto change;
4692                 if (attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP)
4693                         goto change;
4694
4695                 p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4696                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4697                 return 0;
4698         }
4699 change:
4700
4701         if (user) {
4702 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
4703                 /*
4704                  * Do not allow realtime tasks into groups that have no runtime
4705                  * assigned.
4706                  */
4707                 if (rt_bandwidth_enabled() && rt_policy(policy) &&
4708                                 task_group(p)->rt_bandwidth.rt_runtime == 0 &&
4709                                 !task_group_is_autogroup(task_group(p))) {
4710                         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4711                         return -EPERM;
4712                 }
4713 #endif
4714 #ifdef CONFIG_SMP
4715                 if (dl_bandwidth_enabled() && dl_policy(policy) &&
4716                                 !(attr->sched_flags & SCHED_FLAG_SUGOV)) {
4717                         cpumask_t *span = rq->rd->span;
4718
4719                         /*
4720                          * Don't allow tasks with an affinity mask smaller than
4721                          * the entire root_domain to become SCHED_DEADLINE. We
4722                          * will also fail if there's no bandwidth available.
4723                          */
4724                         if (!cpumask_subset(span, p->cpus_ptr) ||
4725                             rq->rd->dl_bw.bw == 0) {
4726                                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4727                                 return -EPERM;
4728                         }
4729                 }
4730 #endif
4731         }
4732
4733         /* Re-check policy now with rq lock held: */
4734         if (unlikely(oldpolicy != -1 && oldpolicy != p->policy)) {
4735                 policy = oldpolicy = -1;
4736                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4737                 goto recheck;
4738         }
4739
4740         /*
4741          * If setscheduling to SCHED_DEADLINE (or changing the parameters
4742          * of a SCHED_DEADLINE task) we need to check if enough bandwidth
4743          * is available.
4744          */
4745         if ((dl_policy(policy) || dl_task(p)) && sched_dl_overflow(p, policy, attr)) {
4746                 task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4747                 return -EBUSY;
4748         }
4749
4750         p->sched_reset_on_fork = reset_on_fork;
4751         oldprio = p->prio;
4752
4753         if (pi) {
4754                 /*
4755                  * Take priority boosted tasks into account. If the new
4756                  * effective priority is unchanged, we just store the new
4757                  * normal parameters and do not touch the scheduler class and
4758                  * the runqueue. This will be done when the task deboost
4759                  * itself.
4760                  */
4761                 new_effective_prio = rt_effective_prio(p, newprio);
4762                 if (new_effective_prio == oldprio)
4763                         queue_flags &= ~DEQUEUE_MOVE;
4764         }
4765
4766         queued = task_on_rq_queued(p);
4767         running = task_current(rq, p);
4768         if (queued)
4769                 dequeue_task(rq, p, queue_flags);
4770         if (running)
4771                 put_prev_task(rq, p);
4772
4773         prev_class = p->sched_class;
4774
4775         __setscheduler(rq, p, attr, pi);
4776         __setscheduler_uclamp(p, attr);
4777
4778         if (queued) {
4779                 /*
4780                  * We enqueue to tail when the priority of a task is
4781                  * increased (user space view).
4782                  */
4783                 if (oldprio < p->prio)
4784                         queue_flags |= ENQUEUE_HEAD;
4785
4786                 enqueue_task(rq, p, queue_flags);
4787         }
4788         if (running)
4789                 set_curr_task(rq, p);
4790
4791         check_class_changed(rq, p, prev_class, oldprio);
4792
4793         /* Avoid rq from going away on us: */
4794         preempt_disable();
4795         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
4796
4797         if (pi)
4798                 rt_mutex_adjust_pi(p);
4799
4800         /* Run balance callbacks after we've adjusted the PI chain: */
4801         balance_callback(rq);
4802         preempt_enable();
4803
4804         return 0;
4805 }
4806
4807 static int _sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4808                                const struct sched_param *param, bool check)
4809 {
4810         struct sched_attr attr = {
4811                 .sched_policy   = policy,
4812                 .sched_priority = param->sched_priority,
4813                 .sched_nice     = PRIO_TO_NICE(p->static_prio),
4814         };
4815
4816         /* Fixup the legacy SCHED_RESET_ON_FORK hack. */
4817         if ((policy != SETPARAM_POLICY) && (policy & SCHED_RESET_ON_FORK)) {
4818                 attr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
4819                 policy &= ~SCHED_RESET_ON_FORK;
4820                 attr.sched_policy = policy;
4821         }
4822
4823         return __sched_setscheduler(p, &attr, check, true);
4824 }
4825 /**
4826  * sched_setscheduler - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread.
4827  * @p: the task in question.
4828  * @policy: new policy.
4829  * @param: structure containing the new RT priority.
4830  *
4831  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4832  *
4833  * NOTE that the task may be already dead.
4834  */
4835 int sched_setscheduler(struct task_struct *p, int policy,
4836                        const struct sched_param *param)
4837 {
4838         return _sched_setscheduler(p, policy, param, true);
4839 }
4840 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler);
4841
4842 int sched_setattr(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4843 {
4844         return __sched_setscheduler(p, attr, true, true);
4845 }
4846 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setattr);
4847
4848 int sched_setattr_nocheck(struct task_struct *p, const struct sched_attr *attr)
4849 {
4850         return __sched_setscheduler(p, attr, false, true);
4851 }
4852
4853 /**
4854  * sched_setscheduler_nocheck - change the scheduling policy and/or RT priority of a thread from kernelspace.
4855  * @p: the task in question.
4856  * @policy: new policy.
4857  * @param: structure containing the new RT priority.
4858  *
4859  * Just like sched_setscheduler, only don't bother checking if the
4860  * current context has permission.  For example, this is needed in
4861  * stop_machine(): we create temporary high priority worker threads,
4862  * but our caller might not have that capability.
4863  *
4864  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4865  */
4866 int sched_setscheduler_nocheck(struct task_struct *p, int policy,
4867                                const struct sched_param *param)
4868 {
4869         return _sched_setscheduler(p, policy, param, false);
4870 }
4871 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_setscheduler_nocheck);
4872
4873 static int
4874 do_sched_setscheduler(pid_t pid, int policy, struct sched_param __user *param)
4875 {
4876         struct sched_param lparam;
4877         struct task_struct *p;
4878         int retval;
4879
4880         if (!param || pid < 0)
4881                 return -EINVAL;
4882         if (copy_from_user(&lparam, param, sizeof(struct sched_param)))
4883                 return -EFAULT;
4884
4885         rcu_read_lock();
4886         retval = -ESRCH;
4887         p = find_process_by_pid(pid);
4888         if (p != NULL)
4889                 retval = sched_setscheduler(p, policy, &lparam);
4890         rcu_read_unlock();
4891
4892         return retval;
4893 }
4894
4895 /*
4896  * Mimics kernel/events/core.c perf_copy_attr().
4897  */
4898 static int sched_copy_attr(struct sched_attr __user *uattr, struct sched_attr *attr)
4899 {
4900         u32 size;
4901         int ret;
4902
4903         if (!access_ok(uattr, SCHED_ATTR_SIZE_VER0))
4904                 return -EFAULT;
4905
4906         /* Zero the full structure, so that a short copy will be nice: */
4907         memset(attr, 0, sizeof(*attr));
4908
4909         ret = get_user(size, &uattr->size);
4910         if (ret)
4911                 return ret;
4912
4913         /* Bail out on silly large: */
4914         if (size > PAGE_SIZE)
4915                 goto err_size;
4916
4917         /* ABI compatibility quirk: */
4918         if (!size)
4919                 size = SCHED_ATTR_SIZE_VER0;
4920
4921         if (size < SCHED_ATTR_SIZE_VER0)
4922                 goto err_size;
4923
4924         /*
4925          * If we're handed a bigger struct than we know of,
4926          * ensure all the unknown bits are 0 - i.e. new
4927          * user-space does not rely on any kernel feature
4928          * extensions we dont know about yet.
4929          */
4930         if (size > sizeof(*attr)) {
4931                 unsigned char __user *addr;
4932                 unsigned char __user *end;
4933                 unsigned char val;
4934
4935                 addr = (void __user *)uattr + sizeof(*attr);
4936                 end  = (void __user *)uattr + size;
4937
4938                 for (; addr < end; addr++) {
4939                         ret = get_user(val, addr);
4940                         if (ret)
4941                                 return ret;
4942                         if (val)
4943                                 goto err_size;
4944                 }
4945                 size = sizeof(*attr);
4946         }
4947
4948         ret = copy_from_user(attr, uattr, size);
4949         if (ret)
4950                 return -EFAULT;
4951
4952         if ((attr->sched_flags & SCHED_FLAG_UTIL_CLAMP) &&
4953             size < SCHED_ATTR_SIZE_VER1)
4954                 return -EINVAL;
4955
4956         /*
4957          * XXX: Do we want to be lenient like existing syscalls; or do we want
4958          * to be strict and return an error on out-of-bounds values?
4959          */
4960         attr->sched_nice = clamp(attr->sched_nice, MIN_NICE, MAX_NICE);
4961
4962         return 0;
4963
4964 err_size:
4965         put_user(sizeof(*attr), &uattr->size);
4966         return -E2BIG;
4967 }
4968
4969 /**
4970  * sys_sched_setscheduler - set/change the scheduler policy and RT priority
4971  * @pid: the pid in question.
4972  * @policy: new policy.
4973  * @param: structure containing the new RT priority.
4974  *
4975  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4976  */
4977 SYSCALL_DEFINE3(sched_setscheduler, pid_t, pid, int, policy, struct sched_param __user *, param)
4978 {
4979         if (policy < 0)
4980                 return -EINVAL;
4981
4982         return do_sched_setscheduler(pid, policy, param);
4983 }
4984
4985 /**
4986  * sys_sched_setparam - set/change the RT priority of a thread
4987  * @pid: the pid in question.
4988  * @param: structure containing the new RT priority.
4989  *
4990  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
4991  */
4992 SYSCALL_DEFINE2(sched_setparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
4993 {
4994         return do_sched_setscheduler(pid, SETPARAM_POLICY, param);
4995 }
4996
4997 /**
4998  * sys_sched_setattr - same as above, but with extended sched_attr
4999  * @pid: the pid in question.
5000  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5001  * @flags: for future extension.
5002  */
5003 SYSCALL_DEFINE3(sched_setattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5004                                unsigned int, flags)
5005 {
5006         struct sched_attr attr;
5007         struct task_struct *p;
5008         int retval;
5009
5010         if (!uattr || pid < 0 || flags)
5011                 return -EINVAL;
5012
5013         retval = sched_copy_attr(uattr, &attr);
5014         if (retval)
5015                 return retval;
5016
5017         if ((int)attr.sched_policy < 0)
5018                 return -EINVAL;
5019         if (attr.sched_flags & SCHED_FLAG_KEEP_POLICY)
5020                 attr.sched_policy = SETPARAM_POLICY;
5021
5022         rcu_read_lock();
5023         retval = -ESRCH;
5024         p = find_process_by_pid(pid);
5025         if (likely(p))
5026                 get_task_struct(p);
5027         rcu_read_unlock();
5028
5029         if (likely(p)) {
5030                 retval = sched_setattr(p, &attr);
5031                 put_task_struct(p);
5032         }
5033
5034         return retval;
5035 }
5036
5037 /**
5038  * sys_sched_getscheduler - get the policy (scheduling class) of a thread
5039  * @pid: the pid in question.
5040  *
5041  * Return: On success, the policy of the thread. Otherwise, a negative error
5042  * code.
5043  */
5044 SYSCALL_DEFINE1(sched_getscheduler, pid_t, pid)
5045 {
5046         struct task_struct *p;
5047         int retval;
5048
5049         if (pid < 0)
5050                 return -EINVAL;
5051
5052         retval = -ESRCH;
5053         rcu_read_lock();
5054         p = find_process_by_pid(pid);
5055         if (p) {
5056                 retval = security_task_getscheduler(p);
5057                 if (!retval)
5058                         retval = p->policy
5059                                 | (p->sched_reset_on_fork ? SCHED_RESET_ON_FORK : 0);
5060         }
5061         rcu_read_unlock();
5062         return retval;
5063 }
5064
5065 /**
5066  * sys_sched_getparam - get the RT priority of a thread
5067  * @pid: the pid in question.
5068  * @param: structure containing the RT priority.
5069  *
5070  * Return: On success, 0 and the RT priority is in @param. Otherwise, an error
5071  * code.
5072  */
5073 SYSCALL_DEFINE2(sched_getparam, pid_t, pid, struct sched_param __user *, param)
5074 {
5075         struct sched_param lp = { .sched_priority = 0 };
5076         struct task_struct *p;
5077         int retval;
5078
5079         if (!param || pid < 0)
5080                 return -EINVAL;
5081
5082         rcu_read_lock();
5083         p = find_process_by_pid(pid);
5084         retval = -ESRCH;
5085         if (!p)
5086                 goto out_unlock;
5087
5088         retval = security_task_getscheduler(p);
5089         if (retval)
5090                 goto out_unlock;
5091
5092         if (task_has_rt_policy(p))
5093                 lp.sched_priority = p->rt_priority;
5094         rcu_read_unlock();
5095
5096         /*
5097          * This one might sleep, we cannot do it with a spinlock held ...
5098          */
5099         retval = copy_to_user(param, &lp, sizeof(*param)) ? -EFAULT : 0;
5100
5101         return retval;
5102
5103 out_unlock:
5104         rcu_read_unlock();
5105         return retval;
5106 }
5107
5108 /*
5109  * Copy the kernel size attribute structure (which might be larger
5110  * than what user-space knows about) to user-space.
5111  *
5112  * Note that all cases are valid: user-space buffer can be larger or
5113  * smaller than the kernel-space buffer. The usual case is that both
5114  * have the same size.
5115  */
5116 static int
5117 sched_attr_copy_to_user(struct sched_attr __user *uattr,
5118                         struct sched_attr *kattr,
5119                         unsigned int usize)
5120 {
5121         unsigned int ksize = sizeof(*kattr);
5122
5123         if (!access_ok(uattr, usize))
5124                 return -EFAULT;
5125
5126         /*
5127          * sched_getattr() ABI forwards and backwards compatibility:
5128          *
5129          * If usize == ksize then we just copy everything to user-space and all is good.
5130          *
5131          * If usize < ksize then we only copy as much as user-space has space for,
5132          * this keeps ABI compatibility as well. We skip the rest.
5133          *
5134          * If usize > ksize then user-space is using a newer version of the ABI,
5135          * which part the kernel doesn't know about. Just ignore it - tooling can
5136          * detect the kernel's knowledge of attributes from the attr->size value
5137          * which is set to ksize in this case.
5138          */
5139         kattr->size = min(usize, ksize);
5140
5141         if (copy_to_user(uattr, kattr, kattr->size))
5142                 return -EFAULT;
5143
5144         return 0;
5145 }
5146
5147 /**
5148  * sys_sched_getattr - similar to sched_getparam, but with sched_attr
5149  * @pid: the pid in question.
5150  * @uattr: structure containing the extended parameters.
5151  * @usize: sizeof(attr) that user-space knows about, for forwards and backwards compatibility.
5152  * @flags: for future extension.
5153  */
5154 SYSCALL_DEFINE4(sched_getattr, pid_t, pid, struct sched_attr __user *, uattr,
5155                 unsigned int, usize, unsigned int, flags)
5156 {
5157         struct sched_attr kattr = { };
5158         struct task_struct *p;
5159         int retval;
5160
5161         if (!uattr || pid < 0 || usize > PAGE_SIZE ||
5162             usize < SCHED_ATTR_SIZE_VER0 || flags)
5163                 return -EINVAL;
5164
5165         rcu_read_lock();
5166         p = find_process_by_pid(pid);
5167         retval = -ESRCH;
5168         if (!p)
5169                 goto out_unlock;
5170
5171         retval = security_task_getscheduler(p);
5172         if (retval)
5173                 goto out_unlock;
5174
5175         kattr.sched_policy = p->policy;
5176         if (p->sched_reset_on_fork)
5177                 kattr.sched_flags |= SCHED_FLAG_RESET_ON_FORK;
5178         if (task_has_dl_policy(p))
5179                 __getparam_dl(p, &kattr);
5180         else if (task_has_rt_policy(p))
5181                 kattr.sched_priority = p->rt_priority;
5182         else
5183                 kattr.sched_nice = task_nice(p);
5184
5185 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
5186         kattr.sched_util_min = p->uclamp_req[UCLAMP_MIN].value;
5187         kattr.sched_util_max = p->uclamp_req[UCLAMP_MAX].value;
5188 #endif
5189
5190         rcu_read_unlock();
5191
5192         return sched_attr_copy_to_user(uattr, &kattr, usize);
5193
5194 out_unlock:
5195         rcu_read_unlock();
5196         return retval;
5197 }
5198
5199 long sched_setaffinity(pid_t pid, const struct cpumask *in_mask)
5200 {
5201         cpumask_var_t cpus_allowed, new_mask;
5202         struct task_struct *p;
5203         int retval;
5204
5205         rcu_read_lock();
5206
5207         p = find_process_by_pid(pid);
5208         if (!p) {
5209                 rcu_read_unlock();
5210                 return -ESRCH;
5211         }
5212
5213         /* Prevent p going away */
5214         get_task_struct(p);
5215         rcu_read_unlock();
5216
5217         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5218                 retval = -EINVAL;
5219                 goto out_put_task;
5220         }
5221         if (!alloc_cpumask_var(&cpus_allowed, GFP_KERNEL)) {
5222                 retval = -ENOMEM;
5223                 goto out_put_task;
5224         }
5225         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL)) {
5226                 retval = -ENOMEM;
5227                 goto out_free_cpus_allowed;
5228         }
5229         retval = -EPERM;
5230         if (!check_same_owner(p)) {
5231                 rcu_read_lock();
5232                 if (!ns_capable(__task_cred(p)->user_ns, CAP_SYS_NICE)) {
5233                         rcu_read_unlock();
5234                         goto out_free_new_mask;
5235                 }
5236                 rcu_read_unlock();
5237         }
5238
5239         retval = security_task_setscheduler(p);
5240         if (retval)
5241                 goto out_free_new_mask;
5242
5243
5244         cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5245         cpumask_and(new_mask, in_mask, cpus_allowed);
5246
5247         /*
5248          * Since bandwidth control happens on root_domain basis,
5249          * if admission test is enabled, we only admit -deadline
5250          * tasks allowed to run on all the CPUs in the task's
5251          * root_domain.
5252          */
5253 #ifdef CONFIG_SMP
5254         if (task_has_dl_policy(p) && dl_bandwidth_enabled()) {
5255                 rcu_read_lock();
5256                 if (!cpumask_subset(task_rq(p)->rd->span, new_mask)) {
5257                         retval = -EBUSY;
5258                         rcu_read_unlock();
5259                         goto out_free_new_mask;
5260                 }
5261                 rcu_read_unlock();
5262         }
5263 #endif
5264 again:
5265         retval = __set_cpus_allowed_ptr(p, new_mask, true);
5266
5267         if (!retval) {
5268                 cpuset_cpus_allowed(p, cpus_allowed);
5269                 if (!cpumask_subset(new_mask, cpus_allowed)) {
5270                         /*
5271                          * We must have raced with a concurrent cpuset
5272                          * update. Just reset the cpus_allowed to the
5273                          * cpuset's cpus_allowed
5274                          */
5275                         cpumask_copy(new_mask, cpus_allowed);
5276                         goto again;
5277                 }
5278         }
5279 out_free_new_mask:
5280         free_cpumask_var(new_mask);
5281 out_free_cpus_allowed:
5282         free_cpumask_var(cpus_allowed);
5283 out_put_task:
5284         put_task_struct(p);
5285         return retval;
5286 }
5287
5288 static int get_user_cpu_mask(unsigned long __user *user_mask_ptr, unsigned len,
5289                              struct cpumask *new_mask)
5290 {
5291         if (len < cpumask_size())
5292                 cpumask_clear(new_mask);
5293         else if (len > cpumask_size())
5294                 len = cpumask_size();
5295
5296         return copy_from_user(new_mask, user_mask_ptr, len) ? -EFAULT : 0;
5297 }
5298
5299 /**
5300  * sys_sched_setaffinity - set the CPU affinity of a process
5301  * @pid: pid of the process
5302  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5303  * @user_mask_ptr: user-space pointer to the new CPU mask
5304  *
5305  * Return: 0 on success. An error code otherwise.
5306  */
5307 SYSCALL_DEFINE3(sched_setaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5308                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5309 {
5310         cpumask_var_t new_mask;
5311         int retval;
5312
5313         if (!alloc_cpumask_var(&new_mask, GFP_KERNEL))
5314                 return -ENOMEM;
5315
5316         retval = get_user_cpu_mask(user_mask_ptr, len, new_mask);
5317         if (retval == 0)
5318                 retval = sched_setaffinity(pid, new_mask);
5319         free_cpumask_var(new_mask);
5320         return retval;
5321 }
5322
5323 long sched_getaffinity(pid_t pid, struct cpumask *mask)
5324 {
5325         struct task_struct *p;
5326         unsigned long flags;
5327         int retval;
5328
5329         rcu_read_lock();
5330
5331         retval = -ESRCH;
5332         p = find_process_by_pid(pid);
5333         if (!p)
5334                 goto out_unlock;
5335
5336         retval = security_task_getscheduler(p);
5337         if (retval)
5338                 goto out_unlock;
5339
5340         raw_spin_lock_irqsave(&p->pi_lock, flags);
5341         cpumask_and(mask, &p->cpus_mask, cpu_active_mask);
5342         raw_spin_unlock_irqrestore(&p->pi_lock, flags);
5343
5344 out_unlock:
5345         rcu_read_unlock();
5346
5347         return retval;
5348 }
5349
5350 /**
5351  * sys_sched_getaffinity - get the CPU affinity of a process
5352  * @pid: pid of the process
5353  * @len: length in bytes of the bitmask pointed to by user_mask_ptr
5354  * @user_mask_ptr: user-space pointer to hold the current CPU mask
5355  *
5356  * Return: size of CPU mask copied to user_mask_ptr on success. An
5357  * error code otherwise.
5358  */
5359 SYSCALL_DEFINE3(sched_getaffinity, pid_t, pid, unsigned int, len,
5360                 unsigned long __user *, user_mask_ptr)
5361 {
5362         int ret;
5363         cpumask_var_t mask;
5364
5365         if ((len * BITS_PER_BYTE) < nr_cpu_ids)
5366                 return -EINVAL;
5367         if (len & (sizeof(unsigned long)-1))
5368                 return -EINVAL;
5369
5370         if (!alloc_cpumask_var(&mask, GFP_KERNEL))
5371                 return -ENOMEM;
5372
5373         ret = sched_getaffinity(pid, mask);
5374         if (ret == 0) {
5375                 unsigned int retlen = min(len, cpumask_size());
5376
5377                 if (copy_to_user(user_mask_ptr, mask, retlen))
5378                         ret = -EFAULT;
5379                 else
5380                         ret = retlen;
5381         }
5382         free_cpumask_var(mask);
5383
5384         return ret;
5385 }
5386
5387 /**
5388  * sys_sched_yield - yield the current processor to other threads.
5389  *
5390  * This function yields the current CPU to other tasks. If there are no
5391  * other threads running on this CPU then this function will return.
5392  *
5393  * Return: 0.
5394  */
5395 static void do_sched_yield(void)
5396 {
5397         struct rq_flags rf;
5398         struct rq *rq;
5399
5400         rq = this_rq_lock_irq(&rf);
5401
5402         schedstat_inc(rq->yld_count);
5403         current->sched_class->yield_task(rq);
5404
5405         /*
5406          * Since we are going to call schedule() anyway, there's
5407          * no need to preempt or enable interrupts:
5408          */
5409         preempt_disable();
5410         rq_unlock(rq, &rf);
5411         sched_preempt_enable_no_resched();
5412
5413         schedule();
5414 }
5415
5416 SYSCALL_DEFINE0(sched_yield)
5417 {
5418         do_sched_yield();
5419         return 0;
5420 }
5421
5422 #ifndef CONFIG_PREEMPT
5423 int __sched _cond_resched(void)
5424 {
5425         if (should_resched(0)) {
5426                 preempt_schedule_common();
5427                 return 1;
5428         }
5429         rcu_all_qs();
5430         return 0;
5431 }
5432 EXPORT_SYMBOL(_cond_resched);
5433 #endif
5434
5435 /*
5436  * __cond_resched_lock() - if a reschedule is pending, drop the given lock,
5437  * call schedule, and on return reacquire the lock.
5438  *
5439  * This works OK both with and without CONFIG_PREEMPT. We do strange low-level
5440  * operations here to prevent schedule() from being called twice (once via
5441  * spin_unlock(), once by hand).
5442  */
5443 int __cond_resched_lock(spinlock_t *lock)
5444 {
5445         int resched = should_resched(PREEMPT_LOCK_OFFSET);
5446         int ret = 0;
5447
5448         lockdep_assert_held(lock);
5449
5450         if (spin_needbreak(lock) || resched) {
5451                 spin_unlock(lock);
5452                 if (resched)
5453                         preempt_schedule_common();
5454                 else
5455                         cpu_relax();
5456                 ret = 1;
5457                 spin_lock(lock);
5458         }
5459         return ret;
5460 }
5461 EXPORT_SYMBOL(__cond_resched_lock);
5462
5463 /**
5464  * yield - yield the current processor to other threads.
5465  *
5466  * Do not ever use this function, there's a 99% chance you're doing it wrong.
5467  *
5468  * The scheduler is at all times free to pick the calling task as the most
5469  * eligible task to run, if removing the yield() call from your code breaks
5470  * it, its already broken.
5471  *
5472  * Typical broken usage is:
5473  *
5474  * while (!event)
5475  *      yield();
5476  *
5477  * where one assumes that yield() will let 'the other' process run that will
5478  * make event true. If the current task is a SCHED_FIFO task that will never
5479  * happen. Never use yield() as a progress guarantee!!
5480  *
5481  * If you want to use yield() to wait for something, use wait_event().
5482  * If you want to use yield() to be 'nice' for others, use cond_resched().
5483  * If you still want to use yield(), do not!
5484  */
5485 void __sched yield(void)
5486 {
5487         set_current_state(TASK_RUNNING);
5488         do_sched_yield();
5489 }
5490 EXPORT_SYMBOL(yield);
5491
5492 /**
5493  * yield_to - yield the current processor to another thread in
5494  * your thread group, or accelerate that thread toward the
5495  * processor it's on.
5496  * @p: target task
5497  * @preempt: whether task preemption is allowed or not
5498  *
5499  * It's the caller's job to ensure that the target task struct
5500  * can't go away on us before we can do any checks.
5501  *
5502  * Return:
5503  *      true (>0) if we indeed boosted the target task.
5504  *      false (0) if we failed to boost the target.
5505  *      -ESRCH if there's no task to yield to.
5506  */
5507 int __sched yield_to(struct task_struct *p, bool preempt)
5508 {
5509         struct task_struct *curr = current;
5510         struct rq *rq, *p_rq;
5511         unsigned long flags;
5512         int yielded = 0;
5513
5514         local_irq_save(flags);
5515         rq = this_rq();
5516
5517 again:
5518         p_rq = task_rq(p);
5519         /*
5520          * If we're the only runnable task on the rq and target rq also
5521          * has only one task, there's absolutely no point in yielding.
5522          */
5523         if (rq->nr_running == 1 && p_rq->nr_running == 1) {
5524                 yielded = -ESRCH;
5525                 goto out_irq;
5526         }
5527
5528         double_rq_lock(rq, p_rq);
5529         if (task_rq(p) != p_rq) {
5530                 double_rq_unlock(rq, p_rq);
5531                 goto again;
5532         }
5533
5534         if (!curr->sched_class->yield_to_task)
5535                 goto out_unlock;
5536
5537         if (curr->sched_class != p->sched_class)
5538                 goto out_unlock;
5539
5540         if (task_running(p_rq, p) || p->state)
5541                 goto out_unlock;
5542
5543         yielded = curr->sched_class->yield_to_task(rq, p, preempt);
5544         if (yielded) {
5545                 schedstat_inc(rq->yld_count);
5546                 /*
5547                  * Make p's CPU reschedule; pick_next_entity takes care of
5548                  * fairness.
5549                  */
5550                 if (preempt && rq != p_rq)
5551                         resched_curr(p_rq);
5552         }
5553
5554 out_unlock:
5555         double_rq_unlock(rq, p_rq);
5556 out_irq:
5557         local_irq_restore(flags);
5558
5559         if (yielded > 0)
5560                 schedule();
5561
5562         return yielded;
5563 }
5564 EXPORT_SYMBOL_GPL(yield_to);
5565
5566 int io_schedule_prepare(void)
5567 {
5568         int old_iowait = current->in_iowait;
5569
5570         current->in_iowait = 1;
5571         blk_schedule_flush_plug(current);
5572
5573         return old_iowait;
5574 }
5575
5576 void io_schedule_finish(int token)
5577 {
5578         current->in_iowait = token;
5579 }
5580
5581 /*
5582  * This task is about to go to sleep on IO. Increment rq->nr_iowait so
5583  * that process accounting knows that this is a task in IO wait state.
5584  */
5585 long __sched io_schedule_timeout(long timeout)
5586 {
5587         int token;
5588         long ret;
5589
5590         token = io_schedule_prepare();
5591         ret = schedule_timeout(timeout);
5592         io_schedule_finish(token);
5593
5594         return ret;
5595 }
5596 EXPORT_SYMBOL(io_schedule_timeout);
5597
5598 void __sched io_schedule(void)
5599 {
5600         int token;
5601
5602         token = io_schedule_prepare();
5603         schedule();
5604         io_schedule_finish(token);
5605 }
5606 EXPORT_SYMBOL(io_schedule);
5607
5608 /**
5609  * sys_sched_get_priority_max - return maximum RT priority.
5610  * @policy: scheduling class.
5611  *
5612  * Return: On success, this syscall returns the maximum
5613  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5614  * On failure, a negative error code is returned.
5615  */
5616 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_max, int, policy)
5617 {
5618         int ret = -EINVAL;
5619
5620         switch (policy) {
5621         case SCHED_FIFO:
5622         case SCHED_RR:
5623                 ret = MAX_USER_RT_PRIO-1;
5624                 break;
5625         case SCHED_DEADLINE:
5626         case SCHED_NORMAL:
5627         case SCHED_BATCH:
5628         case SCHED_IDLE:
5629                 ret = 0;
5630                 break;
5631         }
5632         return ret;
5633 }
5634
5635 /**
5636  * sys_sched_get_priority_min - return minimum RT priority.
5637  * @policy: scheduling class.
5638  *
5639  * Return: On success, this syscall returns the minimum
5640  * rt_priority that can be used by a given scheduling class.
5641  * On failure, a negative error code is returned.
5642  */
5643 SYSCALL_DEFINE1(sched_get_priority_min, int, policy)
5644 {
5645         int ret = -EINVAL;
5646
5647         switch (policy) {
5648         case SCHED_FIFO:
5649         case SCHED_RR:
5650                 ret = 1;
5651                 break;
5652         case SCHED_DEADLINE:
5653         case SCHED_NORMAL:
5654         case SCHED_BATCH:
5655         case SCHED_IDLE:
5656                 ret = 0;
5657         }
5658         return ret;
5659 }
5660
5661 static int sched_rr_get_interval(pid_t pid, struct timespec64 *t)
5662 {
5663         struct task_struct *p;
5664         unsigned int time_slice;
5665         struct rq_flags rf;
5666         struct rq *rq;
5667         int retval;
5668
5669         if (pid < 0)
5670                 return -EINVAL;
5671
5672         retval = -ESRCH;
5673         rcu_read_lock();
5674         p = find_process_by_pid(pid);
5675         if (!p)
5676                 goto out_unlock;
5677
5678         retval = security_task_getscheduler(p);
5679         if (retval)
5680                 goto out_unlock;
5681
5682         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5683         time_slice = 0;
5684         if (p->sched_class->get_rr_interval)
5685                 time_slice = p->sched_class->get_rr_interval(rq, p);
5686         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5687
5688         rcu_read_unlock();
5689         jiffies_to_timespec64(time_slice, t);
5690         return 0;
5691
5692 out_unlock:
5693         rcu_read_unlock();
5694         return retval;
5695 }
5696
5697 /**
5698  * sys_sched_rr_get_interval - return the default timeslice of a process.
5699  * @pid: pid of the process.
5700  * @interval: userspace pointer to the timeslice value.
5701  *
5702  * this syscall writes the default timeslice value of a given process
5703  * into the user-space timespec buffer. A value of '0' means infinity.
5704  *
5705  * Return: On success, 0 and the timeslice is in @interval. Otherwise,
5706  * an error code.
5707  */
5708 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval, pid_t, pid,
5709                 struct __kernel_timespec __user *, interval)
5710 {
5711         struct timespec64 t;
5712         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5713
5714         if (retval == 0)
5715                 retval = put_timespec64(&t, interval);
5716
5717         return retval;
5718 }
5719
5720 #ifdef CONFIG_COMPAT_32BIT_TIME
5721 SYSCALL_DEFINE2(sched_rr_get_interval_time32, pid_t, pid,
5722                 struct old_timespec32 __user *, interval)
5723 {
5724         struct timespec64 t;
5725         int retval = sched_rr_get_interval(pid, &t);
5726
5727         if (retval == 0)
5728                 retval = put_old_timespec32(&t, interval);
5729         return retval;
5730 }
5731 #endif
5732
5733 void sched_show_task(struct task_struct *p)
5734 {
5735         unsigned long free = 0;
5736         int ppid;
5737
5738         if (!try_get_task_stack(p))
5739                 return;
5740
5741         printk(KERN_INFO "%-15.15s %c", p->comm, task_state_to_char(p));
5742
5743         if (p->state == TASK_RUNNING)
5744                 printk(KERN_CONT "  running task    ");
5745 #ifdef CONFIG_DEBUG_STACK_USAGE
5746         free = stack_not_used(p);
5747 #endif
5748         ppid = 0;
5749         rcu_read_lock();
5750         if (pid_alive(p))
5751                 ppid = task_pid_nr(rcu_dereference(p->real_parent));
5752         rcu_read_unlock();
5753         printk(KERN_CONT "%5lu %5d %6d 0x%08lx\n", free,
5754                 task_pid_nr(p), ppid,
5755                 (unsigned long)task_thread_info(p)->flags);
5756
5757         print_worker_info(KERN_INFO, p);
5758         show_stack(p, NULL);
5759         put_task_stack(p);
5760 }
5761 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_show_task);
5762
5763 static inline bool
5764 state_filter_match(unsigned long state_filter, struct task_struct *p)
5765 {
5766         /* no filter, everything matches */
5767         if (!state_filter)
5768                 return true;
5769
5770         /* filter, but doesn't match */
5771         if (!(p->state & state_filter))
5772                 return false;
5773
5774         /*
5775          * When looking for TASK_UNINTERRUPTIBLE skip TASK_IDLE (allows
5776          * TASK_KILLABLE).
5777          */
5778         if (state_filter == TASK_UNINTERRUPTIBLE && p->state == TASK_IDLE)
5779                 return false;
5780
5781         return true;
5782 }
5783
5784
5785 void show_state_filter(unsigned long state_filter)
5786 {
5787         struct task_struct *g, *p;
5788
5789 #if BITS_PER_LONG == 32
5790         printk(KERN_INFO
5791                 "  task                PC stack   pid father\n");
5792 #else
5793         printk(KERN_INFO
5794                 "  task                        PC stack   pid father\n");
5795 #endif
5796         rcu_read_lock();
5797         for_each_process_thread(g, p) {
5798                 /*
5799                  * reset the NMI-timeout, listing all files on a slow
5800                  * console might take a lot of time:
5801                  * Also, reset softlockup watchdogs on all CPUs, because
5802                  * another CPU might be blocked waiting for us to process
5803                  * an IPI.
5804                  */
5805                 touch_nmi_watchdog();
5806                 touch_all_softlockup_watchdogs();
5807                 if (state_filter_match(state_filter, p))
5808                         sched_show_task(p);
5809         }
5810
5811 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
5812         if (!state_filter)
5813                 sysrq_sched_debug_show();
5814 #endif
5815         rcu_read_unlock();
5816         /*
5817          * Only show locks if all tasks are dumped:
5818          */
5819         if (!state_filter)
5820                 debug_show_all_locks();
5821 }
5822
5823 /**
5824  * init_idle - set up an idle thread for a given CPU
5825  * @idle: task in question
5826  * @cpu: CPU the idle task belongs to
5827  *
5828  * NOTE: this function does not set the idle thread's NEED_RESCHED
5829  * flag, to make booting more robust.
5830  */
5831 void init_idle(struct task_struct *idle, int cpu)
5832 {
5833         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5834         unsigned long flags;
5835
5836         raw_spin_lock_irqsave(&idle->pi_lock, flags);
5837         raw_spin_lock(&rq->lock);
5838
5839         __sched_fork(0, idle);
5840         idle->state = TASK_RUNNING;
5841         idle->se.exec_start = sched_clock();
5842         idle->flags |= PF_IDLE;
5843
5844         kasan_unpoison_task_stack(idle);
5845
5846 #ifdef CONFIG_SMP
5847         /*
5848          * Its possible that init_idle() gets called multiple times on a task,
5849          * in that case do_set_cpus_allowed() will not do the right thing.
5850          *
5851          * And since this is boot we can forgo the serialization.
5852          */
5853         set_cpus_allowed_common(idle, cpumask_of(cpu));
5854 #endif
5855         /*
5856          * We're having a chicken and egg problem, even though we are
5857          * holding rq->lock, the CPU isn't yet set to this CPU so the
5858          * lockdep check in task_group() will fail.
5859          *
5860          * Similar case to sched_fork(). / Alternatively we could
5861          * use task_rq_lock() here and obtain the other rq->lock.
5862          *
5863          * Silence PROVE_RCU
5864          */
5865         rcu_read_lock();
5866         __set_task_cpu(idle, cpu);
5867         rcu_read_unlock();
5868
5869         rq->curr = rq->idle = idle;
5870         idle->on_rq = TASK_ON_RQ_QUEUED;
5871 #ifdef CONFIG_SMP
5872         idle->on_cpu = 1;
5873 #endif
5874         raw_spin_unlock(&rq->lock);
5875         raw_spin_unlock_irqrestore(&idle->pi_lock, flags);
5876
5877         /* Set the preempt count _outside_ the spinlocks! */
5878         init_idle_preempt_count(idle, cpu);
5879
5880         /*
5881          * The idle tasks have their own, simple scheduling class:
5882          */
5883         idle->sched_class = &idle_sched_class;
5884         ftrace_graph_init_idle_task(idle, cpu);
5885         vtime_init_idle(idle, cpu);
5886 #ifdef CONFIG_SMP
5887         sprintf(idle->comm, "%s/%d", INIT_TASK_COMM, cpu);
5888 #endif
5889 }
5890
5891 #ifdef CONFIG_SMP
5892
5893 int cpuset_cpumask_can_shrink(const struct cpumask *cur,
5894                               const struct cpumask *trial)
5895 {
5896         int ret = 1;
5897
5898         if (!cpumask_weight(cur))
5899                 return ret;
5900
5901         ret = dl_cpuset_cpumask_can_shrink(cur, trial);
5902
5903         return ret;
5904 }
5905
5906 int task_can_attach(struct task_struct *p,
5907                     const struct cpumask *cs_cpus_allowed)
5908 {
5909         int ret = 0;
5910
5911         /*
5912          * Kthreads which disallow setaffinity shouldn't be moved
5913          * to a new cpuset; we don't want to change their CPU
5914          * affinity and isolating such threads by their set of
5915          * allowed nodes is unnecessary.  Thus, cpusets are not
5916          * applicable for such threads.  This prevents checking for
5917          * success of set_cpus_allowed_ptr() on all attached tasks
5918          * before cpus_mask may be changed.
5919          */
5920         if (p->flags & PF_NO_SETAFFINITY) {
5921                 ret = -EINVAL;
5922                 goto out;
5923         }
5924
5925         if (dl_task(p) && !cpumask_intersects(task_rq(p)->rd->span,
5926                                               cs_cpus_allowed))
5927                 ret = dl_task_can_attach(p, cs_cpus_allowed);
5928
5929 out:
5930         return ret;
5931 }
5932
5933 bool sched_smp_initialized __read_mostly;
5934
5935 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
5936 /* Migrate current task p to target_cpu */
5937 int migrate_task_to(struct task_struct *p, int target_cpu)
5938 {
5939         struct migration_arg arg = { p, target_cpu };
5940         int curr_cpu = task_cpu(p);
5941
5942         if (curr_cpu == target_cpu)
5943                 return 0;
5944
5945         if (!cpumask_test_cpu(target_cpu, p->cpus_ptr))
5946                 return -EINVAL;
5947
5948         /* TODO: This is not properly updating schedstats */
5949
5950         trace_sched_move_numa(p, curr_cpu, target_cpu);
5951         return stop_one_cpu(curr_cpu, migration_cpu_stop, &arg);
5952 }
5953
5954 /*
5955  * Requeue a task on a given node and accurately track the number of NUMA
5956  * tasks on the runqueues
5957  */
5958 void sched_setnuma(struct task_struct *p, int nid)
5959 {
5960         bool queued, running;
5961         struct rq_flags rf;
5962         struct rq *rq;
5963
5964         rq = task_rq_lock(p, &rf);
5965         queued = task_on_rq_queued(p);
5966         running = task_current(rq, p);
5967
5968         if (queued)
5969                 dequeue_task(rq, p, DEQUEUE_SAVE);
5970         if (running)
5971                 put_prev_task(rq, p);
5972
5973         p->numa_preferred_nid = nid;
5974
5975         if (queued)
5976                 enqueue_task(rq, p, ENQUEUE_RESTORE | ENQUEUE_NOCLOCK);
5977         if (running)
5978                 set_curr_task(rq, p);
5979         task_rq_unlock(rq, p, &rf);
5980 }
5981 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
5982
5983 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
5984 /*
5985  * Ensure that the idle task is using init_mm right before its CPU goes
5986  * offline.
5987  */
5988 void idle_task_exit(void)
5989 {
5990         struct mm_struct *mm = current->active_mm;
5991
5992         BUG_ON(cpu_online(smp_processor_id()));
5993
5994         if (mm != &init_mm) {
5995                 switch_mm(mm, &init_mm, current);
5996                 current->active_mm = &init_mm;
5997                 finish_arch_post_lock_switch();
5998         }
5999         mmdrop(mm);
6000 }
6001
6002 /*
6003  * Since this CPU is going 'away' for a while, fold any nr_active delta
6004  * we might have. Assumes we're called after migrate_tasks() so that the
6005  * nr_active count is stable. We need to take the teardown thread which
6006  * is calling this into account, so we hand in adjust = 1 to the load
6007  * calculation.
6008  *
6009  * Also see the comment "Global load-average calculations".
6010  */
6011 static void calc_load_migrate(struct rq *rq)
6012 {
6013         long delta = calc_load_fold_active(rq, 1);
6014         if (delta)
6015                 atomic_long_add(delta, &calc_load_tasks);
6016 }
6017
6018 static void put_prev_task_fake(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6019 {
6020 }
6021
6022 static const struct sched_class fake_sched_class = {
6023         .put_prev_task = put_prev_task_fake,
6024 };
6025
6026 static struct task_struct fake_task = {
6027         /*
6028          * Avoid pull_{rt,dl}_task()
6029          */
6030         .prio = MAX_PRIO + 1,
6031         .sched_class = &fake_sched_class,
6032 };
6033
6034 /*
6035  * Migrate all tasks from the rq, sleeping tasks will be migrated by
6036  * try_to_wake_up()->select_task_rq().
6037  *
6038  * Called with rq->lock held even though we'er in stop_machine() and
6039  * there's no concurrency possible, we hold the required locks anyway
6040  * because of lock validation efforts.
6041  */
6042 static void migrate_tasks(struct rq *dead_rq, struct rq_flags *rf)
6043 {
6044         struct rq *rq = dead_rq;
6045         struct task_struct *next, *stop = rq->stop;
6046         struct rq_flags orf = *rf;
6047         int dest_cpu;
6048
6049         /*
6050          * Fudge the rq selection such that the below task selection loop
6051          * doesn't get stuck on the currently eligible stop task.
6052          *
6053          * We're currently inside stop_machine() and the rq is either stuck
6054          * in the stop_machine_cpu_stop() loop, or we're executing this code,
6055          * either way we should never end up calling schedule() until we're
6056          * done here.
6057          */
6058         rq->stop = NULL;
6059
6060         /*
6061          * put_prev_task() and pick_next_task() sched
6062          * class method both need to have an up-to-date
6063          * value of rq->clock[_task]
6064          */
6065         update_rq_clock(rq);
6066
6067         for (;;) {
6068                 /*
6069                  * There's this thread running, bail when that's the only
6070                  * remaining thread:
6071                  */
6072                 if (rq->nr_running == 1)
6073                         break;
6074
6075                 /*
6076                  * pick_next_task() assumes pinned rq->lock:
6077                  */
6078                 next = pick_next_task(rq, &fake_task, rf);
6079                 BUG_ON(!next);
6080                 put_prev_task(rq, next);
6081
6082                 /*
6083                  * Rules for changing task_struct::cpus_mask are holding
6084                  * both pi_lock and rq->lock, such that holding either
6085                  * stabilizes the mask.
6086                  *
6087                  * Drop rq->lock is not quite as disastrous as it usually is
6088                  * because !cpu_active at this point, which means load-balance
6089                  * will not interfere. Also, stop-machine.
6090                  */
6091                 rq_unlock(rq, rf);
6092                 raw_spin_lock(&next->pi_lock);
6093                 rq_relock(rq, rf);
6094
6095                 /*
6096                  * Since we're inside stop-machine, _nothing_ should have
6097                  * changed the task, WARN if weird stuff happened, because in
6098                  * that case the above rq->lock drop is a fail too.
6099                  */
6100                 if (WARN_ON(task_rq(next) != rq || !task_on_rq_queued(next))) {
6101                         raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6102                         continue;
6103                 }
6104
6105                 /* Find suitable destination for @next, with force if needed. */
6106                 dest_cpu = select_fallback_rq(dead_rq->cpu, next);
6107                 rq = __migrate_task(rq, rf, next, dest_cpu);
6108                 if (rq != dead_rq) {
6109                         rq_unlock(rq, rf);
6110                         rq = dead_rq;
6111                         *rf = orf;
6112                         rq_relock(rq, rf);
6113                 }
6114                 raw_spin_unlock(&next->pi_lock);
6115         }
6116
6117         rq->stop = stop;
6118 }
6119 #endif /* CONFIG_HOTPLUG_CPU */
6120
6121 void set_rq_online(struct rq *rq)
6122 {
6123         if (!rq->online) {
6124                 const struct sched_class *class;
6125
6126                 cpumask_set_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6127                 rq->online = 1;
6128
6129                 for_each_class(class) {
6130                         if (class->rq_online)
6131                                 class->rq_online(rq);
6132                 }
6133         }
6134 }
6135
6136 void set_rq_offline(struct rq *rq)
6137 {
6138         if (rq->online) {
6139                 const struct sched_class *class;
6140
6141                 for_each_class(class) {
6142                         if (class->rq_offline)
6143                                 class->rq_offline(rq);
6144                 }
6145
6146                 cpumask_clear_cpu(rq->cpu, rq->rd->online);
6147                 rq->online = 0;
6148         }
6149 }
6150
6151 /*
6152  * used to mark begin/end of suspend/resume:
6153  */
6154 static int num_cpus_frozen;
6155
6156 /*
6157  * Update cpusets according to cpu_active mask.  If cpusets are
6158  * disabled, cpuset_update_active_cpus() becomes a simple wrapper
6159  * around partition_sched_domains().
6160  *
6161  * If we come here as part of a suspend/resume, don't touch cpusets because we
6162  * want to restore it back to its original state upon resume anyway.
6163  */
6164 static void cpuset_cpu_active(void)
6165 {
6166         if (cpuhp_tasks_frozen) {
6167                 /*
6168                  * num_cpus_frozen tracks how many CPUs are involved in suspend
6169                  * resume sequence. As long as this is not the last online
6170                  * operation in the resume sequence, just build a single sched
6171                  * domain, ignoring cpusets.
6172                  */
6173                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6174                 if (--num_cpus_frozen)
6175                         return;
6176                 /*
6177                  * This is the last CPU online operation. So fall through and
6178                  * restore the original sched domains by considering the
6179                  * cpuset configurations.
6180                  */
6181                 cpuset_force_rebuild();
6182         }
6183         cpuset_update_active_cpus();
6184 }
6185
6186 static int cpuset_cpu_inactive(unsigned int cpu)
6187 {
6188         if (!cpuhp_tasks_frozen) {
6189                 if (dl_cpu_busy(cpu))
6190                         return -EBUSY;
6191                 cpuset_update_active_cpus();
6192         } else {
6193                 num_cpus_frozen++;
6194                 partition_sched_domains(1, NULL, NULL);
6195         }
6196         return 0;
6197 }
6198
6199 int sched_cpu_activate(unsigned int cpu)
6200 {
6201         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6202         struct rq_flags rf;
6203
6204 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6205         /*
6206          * When going up, increment the number of cores with SMT present.
6207          */
6208         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6209                 static_branch_inc_cpuslocked(&sched_smt_present);
6210 #endif
6211         set_cpu_active(cpu, true);
6212
6213         if (sched_smp_initialized) {
6214                 sched_domains_numa_masks_set(cpu);
6215                 cpuset_cpu_active();
6216         }
6217
6218         /*
6219          * Put the rq online, if not already. This happens:
6220          *
6221          * 1) In the early boot process, because we build the real domains
6222          *    after all CPUs have been brought up.
6223          *
6224          * 2) At runtime, if cpuset_cpu_active() fails to rebuild the
6225          *    domains.
6226          */
6227         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6228         if (rq->rd) {
6229                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6230                 set_rq_online(rq);
6231         }
6232         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6233
6234         update_max_interval();
6235
6236         return 0;
6237 }
6238
6239 int sched_cpu_deactivate(unsigned int cpu)
6240 {
6241         int ret;
6242
6243         set_cpu_active(cpu, false);
6244         /*
6245          * We've cleared cpu_active_mask, wait for all preempt-disabled and RCU
6246          * users of this state to go away such that all new such users will
6247          * observe it.
6248          *
6249          * Do sync before park smpboot threads to take care the rcu boost case.
6250          */
6251         synchronize_rcu();
6252
6253 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6254         /*
6255          * When going down, decrement the number of cores with SMT present.
6256          */
6257         if (cpumask_weight(cpu_smt_mask(cpu)) == 2)
6258                 static_branch_dec_cpuslocked(&sched_smt_present);
6259 #endif
6260
6261         if (!sched_smp_initialized)
6262                 return 0;
6263
6264         ret = cpuset_cpu_inactive(cpu);
6265         if (ret) {
6266                 set_cpu_active(cpu, true);
6267                 return ret;
6268         }
6269         sched_domains_numa_masks_clear(cpu);
6270         return 0;
6271 }
6272
6273 static void sched_rq_cpu_starting(unsigned int cpu)
6274 {
6275         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6276
6277         rq->calc_load_update = calc_load_update;
6278         update_max_interval();
6279 }
6280
6281 int sched_cpu_starting(unsigned int cpu)
6282 {
6283         sched_rq_cpu_starting(cpu);
6284         sched_tick_start(cpu);
6285         return 0;
6286 }
6287
6288 #ifdef CONFIG_HOTPLUG_CPU
6289 int sched_cpu_dying(unsigned int cpu)
6290 {
6291         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
6292         struct rq_flags rf;
6293
6294         /* Handle pending wakeups and then migrate everything off */
6295         sched_ttwu_pending();
6296         sched_tick_stop(cpu);
6297
6298         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
6299         if (rq->rd) {
6300                 BUG_ON(!cpumask_test_cpu(cpu, rq->rd->span));
6301                 set_rq_offline(rq);
6302         }
6303         migrate_tasks(rq, &rf);
6304         BUG_ON(rq->nr_running != 1);
6305         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
6306
6307         calc_load_migrate(rq);
6308         update_max_interval();
6309         nohz_balance_exit_idle(rq);
6310         hrtick_clear(rq);
6311         return 0;
6312 }
6313 #endif
6314
6315 void __init sched_init_smp(void)
6316 {
6317         sched_init_numa();
6318
6319         /*
6320          * There's no userspace yet to cause hotplug operations; hence all the
6321          * CPU masks are stable and all blatant races in the below code cannot
6322          * happen.
6323          */
6324         mutex_lock(&sched_domains_mutex);
6325         sched_init_domains(cpu_active_mask);
6326         mutex_unlock(&sched_domains_mutex);
6327
6328         /* Move init over to a non-isolated CPU */
6329         if (set_cpus_allowed_ptr(current, housekeeping_cpumask(HK_FLAG_DOMAIN)) < 0)
6330                 BUG();
6331         sched_init_granularity();
6332
6333         init_sched_rt_class();
6334         init_sched_dl_class();
6335
6336         sched_smp_initialized = true;
6337 }
6338
6339 static int __init migration_init(void)
6340 {
6341         sched_cpu_starting(smp_processor_id());
6342         return 0;
6343 }
6344 early_initcall(migration_init);
6345
6346 #else
6347 void __init sched_init_smp(void)
6348 {
6349         sched_init_granularity();
6350 }
6351 #endif /* CONFIG_SMP */
6352
6353 int in_sched_functions(unsigned long addr)
6354 {
6355         return in_lock_functions(addr) ||
6356                 (addr >= (unsigned long)__sched_text_start
6357                 && addr < (unsigned long)__sched_text_end);
6358 }
6359
6360 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6361 /*
6362  * Default task group.
6363  * Every task in system belongs to this group at bootup.
6364  */
6365 struct task_group root_task_group;
6366 LIST_HEAD(task_groups);
6367
6368 /* Cacheline aligned slab cache for task_group */
6369 static struct kmem_cache *task_group_cache __read_mostly;
6370 #endif
6371
6372 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
6373 DECLARE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
6374
6375 void __init sched_init(void)
6376 {
6377         unsigned long alloc_size = 0, ptr;
6378         int i;
6379
6380         wait_bit_init();
6381
6382 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6383         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6384 #endif
6385 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6386         alloc_size += 2 * nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6387 #endif
6388         if (alloc_size) {
6389                 ptr = (unsigned long)kzalloc(alloc_size, GFP_NOWAIT);
6390
6391 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6392                 root_task_group.se = (struct sched_entity **)ptr;
6393                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6394
6395                 root_task_group.cfs_rq = (struct cfs_rq **)ptr;
6396                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6397
6398 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6399 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6400                 root_task_group.rt_se = (struct sched_rt_entity **)ptr;
6401                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6402
6403                 root_task_group.rt_rq = (struct rt_rq **)ptr;
6404                 ptr += nr_cpu_ids * sizeof(void **);
6405
6406 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6407         }
6408 #ifdef CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK
6409         for_each_possible_cpu(i) {
6410                 per_cpu(load_balance_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6411                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6412                 per_cpu(select_idle_mask, i) = (cpumask_var_t)kzalloc_node(
6413                         cpumask_size(), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
6414         }
6415 #endif /* CONFIG_CPUMASK_OFFSTACK */
6416
6417         init_rt_bandwidth(&def_rt_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6418         init_dl_bandwidth(&def_dl_bandwidth, global_rt_period(), global_rt_runtime());
6419
6420 #ifdef CONFIG_SMP
6421         init_defrootdomain();
6422 #endif
6423
6424 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6425         init_rt_bandwidth(&root_task_group.rt_bandwidth,
6426                         global_rt_period(), global_rt_runtime());
6427 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
6428
6429 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6430         task_group_cache = KMEM_CACHE(task_group, 0);
6431
6432         list_add(&root_task_group.list, &task_groups);
6433         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.children);
6434         INIT_LIST_HEAD(&root_task_group.siblings);
6435         autogroup_init(&init_task);
6436 #endif /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
6437
6438         for_each_possible_cpu(i) {
6439                 struct rq *rq;
6440
6441                 rq = cpu_rq(i);
6442                 raw_spin_lock_init(&rq->lock);
6443                 rq->nr_running = 0;
6444                 rq->calc_load_active = 0;
6445                 rq->calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6446                 init_cfs_rq(&rq->cfs);
6447                 init_rt_rq(&rq->rt);
6448                 init_dl_rq(&rq->dl);
6449 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6450                 root_task_group.shares = ROOT_TASK_GROUP_LOAD;
6451                 INIT_LIST_HEAD(&rq->leaf_cfs_rq_list);
6452                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
6453                 /*
6454                  * How much CPU bandwidth does root_task_group get?
6455                  *
6456                  * In case of task-groups formed thr' the cgroup filesystem, it
6457                  * gets 100% of the CPU resources in the system. This overall
6458                  * system CPU resource is divided among the tasks of
6459                  * root_task_group and its child task-groups in a fair manner,
6460                  * based on each entity's (task or task-group's) weight
6461                  * (se->load.weight).
6462                  *
6463                  * In other words, if root_task_group has 10 tasks of weight
6464                  * 1024) and two child groups A0 and A1 (of weight 1024 each),
6465                  * then A0's share of the CPU resource is:
6466                  *
6467                  *      A0's bandwidth = 1024 / (10*1024 + 1024 + 1024) = 8.33%
6468                  *
6469                  * We achieve this by letting root_task_group's tasks sit
6470                  * directly in rq->cfs (i.e root_task_group->se[] = NULL).
6471                  */
6472                 init_cfs_bandwidth(&root_task_group.cfs_bandwidth);
6473                 init_tg_cfs_entry(&root_task_group, &rq->cfs, NULL, i, NULL);
6474 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
6475
6476                 rq->rt.rt_runtime = def_rt_bandwidth.rt_runtime;
6477 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6478                 init_tg_rt_entry(&root_task_group, &rq->rt, NULL, i, NULL);
6479 #endif
6480 #ifdef CONFIG_SMP
6481                 rq->sd = NULL;
6482                 rq->rd = NULL;
6483                 rq->cpu_capacity = rq->cpu_capacity_orig = SCHED_CAPACITY_SCALE;
6484                 rq->balance_callback = NULL;
6485                 rq->active_balance = 0;
6486                 rq->next_balance = jiffies;
6487                 rq->push_cpu = 0;
6488                 rq->cpu = i;
6489                 rq->online = 0;
6490                 rq->idle_stamp = 0;
6491                 rq->avg_idle = 2*sysctl_sched_migration_cost;
6492                 rq->max_idle_balance_cost = sysctl_sched_migration_cost;
6493
6494                 INIT_LIST_HEAD(&rq->cfs_tasks);
6495
6496                 rq_attach_root(rq, &def_root_domain);
6497 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
6498                 rq->last_load_update_tick = jiffies;
6499                 rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
6500                 atomic_set(&rq->nohz_flags, 0);
6501 #endif
6502 #endif /* CONFIG_SMP */
6503                 hrtick_rq_init(rq);
6504                 atomic_set(&rq->nr_iowait, 0);
6505         }
6506
6507         set_load_weight(&init_task, false);
6508
6509         /*
6510          * The boot idle thread does lazy MMU switching as well:
6511          */
6512         mmgrab(&init_mm);
6513         enter_lazy_tlb(&init_mm, current);
6514
6515         /*
6516          * Make us the idle thread. Technically, schedule() should not be
6517          * called from this thread, however somewhere below it might be,
6518          * but because we are the idle thread, we just pick up running again
6519          * when this runqueue becomes "idle".
6520          */
6521         init_idle(current, smp_processor_id());
6522
6523         calc_load_update = jiffies + LOAD_FREQ;
6524
6525 #ifdef CONFIG_SMP
6526         idle_thread_set_boot_cpu();
6527 #endif
6528         init_sched_fair_class();
6529
6530         init_schedstats();
6531
6532         psi_init();
6533
6534         init_uclamp();
6535
6536         scheduler_running = 1;
6537 }
6538
6539 #ifdef CONFIG_DEBUG_ATOMIC_SLEEP
6540 static inline int preempt_count_equals(int preempt_offset)
6541 {
6542         int nested = preempt_count() + rcu_preempt_depth();
6543
6544         return (nested == preempt_offset);
6545 }
6546
6547 void __might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6548 {
6549         /*
6550          * Blocking primitives will set (and therefore destroy) current->state,
6551          * since we will exit with TASK_RUNNING make sure we enter with it,
6552          * otherwise we will destroy state.
6553          */
6554         WARN_ONCE(current->state != TASK_RUNNING && current->task_state_change,
6555                         "do not call blocking ops when !TASK_RUNNING; "
6556                         "state=%lx set at [<%p>] %pS\n",
6557                         current->state,
6558                         (void *)current->task_state_change,
6559                         (void *)current->task_state_change);
6560
6561         ___might_sleep(file, line, preempt_offset);
6562 }
6563 EXPORT_SYMBOL(__might_sleep);
6564
6565 void ___might_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6566 {
6567         /* Ratelimiting timestamp: */
6568         static unsigned long prev_jiffy;
6569
6570         unsigned long preempt_disable_ip;
6571
6572         /* WARN_ON_ONCE() by default, no rate limit required: */
6573         rcu_sleep_check();
6574
6575         if ((preempt_count_equals(preempt_offset) && !irqs_disabled() &&
6576              !is_idle_task(current)) ||
6577             system_state == SYSTEM_BOOTING || system_state > SYSTEM_RUNNING ||
6578             oops_in_progress)
6579                 return;
6580
6581         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6582                 return;
6583         prev_jiffy = jiffies;
6584
6585         /* Save this before calling printk(), since that will clobber it: */
6586         preempt_disable_ip = get_preempt_disable_ip(current);
6587
6588         printk(KERN_ERR
6589                 "BUG: sleeping function called from invalid context at %s:%d\n",
6590                         file, line);
6591         printk(KERN_ERR
6592                 "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6593                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6594                         current->pid, current->comm);
6595
6596         if (task_stack_end_corrupted(current))
6597                 printk(KERN_EMERG "Thread overran stack, or stack corrupted\n");
6598
6599         debug_show_held_locks(current);
6600         if (irqs_disabled())
6601                 print_irqtrace_events(current);
6602         if (IS_ENABLED(CONFIG_DEBUG_PREEMPT)
6603             && !preempt_count_equals(preempt_offset)) {
6604                 pr_err("Preemption disabled at:");
6605                 print_ip_sym(preempt_disable_ip);
6606                 pr_cont("\n");
6607         }
6608         dump_stack();
6609         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6610 }
6611 EXPORT_SYMBOL(___might_sleep);
6612
6613 void __cant_sleep(const char *file, int line, int preempt_offset)
6614 {
6615         static unsigned long prev_jiffy;
6616
6617         if (irqs_disabled())
6618                 return;
6619
6620         if (!IS_ENABLED(CONFIG_PREEMPT_COUNT))
6621                 return;
6622
6623         if (preempt_count() > preempt_offset)
6624                 return;
6625
6626         if (time_before(jiffies, prev_jiffy + HZ) && prev_jiffy)
6627                 return;
6628         prev_jiffy = jiffies;
6629
6630         printk(KERN_ERR "BUG: assuming atomic context at %s:%d\n", file, line);
6631         printk(KERN_ERR "in_atomic(): %d, irqs_disabled(): %d, pid: %d, name: %s\n",
6632                         in_atomic(), irqs_disabled(),
6633                         current->pid, current->comm);
6634
6635         debug_show_held_locks(current);
6636         dump_stack();
6637         add_taint(TAINT_WARN, LOCKDEP_STILL_OK);
6638 }
6639 EXPORT_SYMBOL_GPL(__cant_sleep);
6640 #endif
6641
6642 #ifdef CONFIG_MAGIC_SYSRQ
6643 void normalize_rt_tasks(void)
6644 {
6645         struct task_struct *g, *p;
6646         struct sched_attr attr = {
6647                 .sched_policy = SCHED_NORMAL,
6648         };
6649
6650         read_lock(&tasklist_lock);
6651         for_each_process_thread(g, p) {
6652                 /*
6653                  * Only normalize user tasks:
6654                  */
6655                 if (p->flags & PF_KTHREAD)
6656                         continue;
6657
6658                 p->se.exec_start = 0;
6659                 schedstat_set(p->se.statistics.wait_start,  0);
6660                 schedstat_set(p->se.statistics.sleep_start, 0);
6661                 schedstat_set(p->se.statistics.block_start, 0);
6662
6663                 if (!dl_task(p) && !rt_task(p)) {
6664                         /*
6665                          * Renice negative nice level userspace
6666                          * tasks back to 0:
6667                          */
6668                         if (task_nice(p) < 0)
6669                                 set_user_nice(p, 0);
6670                         continue;
6671                 }
6672
6673                 __sched_setscheduler(p, &attr, false, false);
6674         }
6675         read_unlock(&tasklist_lock);
6676 }
6677
6678 #endif /* CONFIG_MAGIC_SYSRQ */
6679
6680 #if defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB)
6681 /*
6682  * These functions are only useful for the IA64 MCA handling, or kdb.
6683  *
6684  * They can only be called when the whole system has been
6685  * stopped - every CPU needs to be quiescent, and no scheduling
6686  * activity can take place. Using them for anything else would
6687  * be a serious bug, and as a result, they aren't even visible
6688  * under any other configuration.
6689  */
6690
6691 /**
6692  * curr_task - return the current task for a given CPU.
6693  * @cpu: the processor in question.
6694  *
6695  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6696  *
6697  * Return: The current task for @cpu.
6698  */
6699 struct task_struct *curr_task(int cpu)
6700 {
6701         return cpu_curr(cpu);
6702 }
6703
6704 #endif /* defined(CONFIG_IA64) || defined(CONFIG_KGDB_KDB) */
6705
6706 #ifdef CONFIG_IA64
6707 /**
6708  * set_curr_task - set the current task for a given CPU.
6709  * @cpu: the processor in question.
6710  * @p: the task pointer to set.
6711  *
6712  * Description: This function must only be used when non-maskable interrupts
6713  * are serviced on a separate stack. It allows the architecture to switch the
6714  * notion of the current task on a CPU in a non-blocking manner. This function
6715  * must be called with all CPU's synchronized, and interrupts disabled, the
6716  * and caller must save the original value of the current task (see
6717  * curr_task() above) and restore that value before reenabling interrupts and
6718  * re-starting the system.
6719  *
6720  * ONLY VALID WHEN THE WHOLE SYSTEM IS STOPPED!
6721  */
6722 void ia64_set_curr_task(int cpu, struct task_struct *p)
6723 {
6724         cpu_curr(cpu) = p;
6725 }
6726
6727 #endif
6728
6729 #ifdef CONFIG_CGROUP_SCHED
6730 /* task_group_lock serializes the addition/removal of task groups */
6731 static DEFINE_SPINLOCK(task_group_lock);
6732
6733 static void sched_free_group(struct task_group *tg)
6734 {
6735         free_fair_sched_group(tg);
6736         free_rt_sched_group(tg);
6737         autogroup_free(tg);
6738         kmem_cache_free(task_group_cache, tg);
6739 }
6740
6741 /* allocate runqueue etc for a new task group */
6742 struct task_group *sched_create_group(struct task_group *parent)
6743 {
6744         struct task_group *tg;
6745
6746         tg = kmem_cache_alloc(task_group_cache, GFP_KERNEL | __GFP_ZERO);
6747         if (!tg)
6748                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6749
6750         if (!alloc_fair_sched_group(tg, parent))
6751                 goto err;
6752
6753         if (!alloc_rt_sched_group(tg, parent))
6754                 goto err;
6755
6756         return tg;
6757
6758 err:
6759         sched_free_group(tg);
6760         return ERR_PTR(-ENOMEM);
6761 }
6762
6763 void sched_online_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
6764 {
6765         unsigned long flags;
6766
6767         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6768         list_add_rcu(&tg->list, &task_groups);
6769
6770         /* Root should already exist: */
6771         WARN_ON(!parent);
6772
6773         tg->parent = parent;
6774         INIT_LIST_HEAD(&tg->children);
6775         list_add_rcu(&tg->siblings, &parent->children);
6776         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6777
6778         online_fair_sched_group(tg);
6779 }
6780
6781 /* rcu callback to free various structures associated with a task group */
6782 static void sched_free_group_rcu(struct rcu_head *rhp)
6783 {
6784         /* Now it should be safe to free those cfs_rqs: */
6785         sched_free_group(container_of(rhp, struct task_group, rcu));
6786 }
6787
6788 void sched_destroy_group(struct task_group *tg)
6789 {
6790         /* Wait for possible concurrent references to cfs_rqs complete: */
6791         call_rcu(&tg->rcu, sched_free_group_rcu);
6792 }
6793
6794 void sched_offline_group(struct task_group *tg)
6795 {
6796         unsigned long flags;
6797
6798         /* End participation in shares distribution: */
6799         unregister_fair_sched_group(tg);
6800
6801         spin_lock_irqsave(&task_group_lock, flags);
6802         list_del_rcu(&tg->list);
6803         list_del_rcu(&tg->siblings);
6804         spin_unlock_irqrestore(&task_group_lock, flags);
6805 }
6806
6807 static void sched_change_group(struct task_struct *tsk, int type)
6808 {
6809         struct task_group *tg;
6810
6811         /*
6812          * All callers are synchronized by task_rq_lock(); we do not use RCU
6813          * which is pointless here. Thus, we pass "true" to task_css_check()
6814          * to prevent lockdep warnings.
6815          */
6816         tg = container_of(task_css_check(tsk, cpu_cgrp_id, true),
6817                           struct task_group, css);
6818         tg = autogroup_task_group(tsk, tg);
6819         tsk->sched_task_group = tg;
6820
6821 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6822         if (tsk->sched_class->task_change_group)
6823                 tsk->sched_class->task_change_group(tsk, type);
6824         else
6825 #endif
6826                 set_task_rq(tsk, task_cpu(tsk));
6827 }
6828
6829 /*
6830  * Change task's runqueue when it moves between groups.
6831  *
6832  * The caller of this function should have put the task in its new group by
6833  * now. This function just updates tsk->se.cfs_rq and tsk->se.parent to reflect
6834  * its new group.
6835  */
6836 void sched_move_task(struct task_struct *tsk)
6837 {
6838         int queued, running, queue_flags =
6839                 DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE | DEQUEUE_NOCLOCK;
6840         struct rq_flags rf;
6841         struct rq *rq;
6842
6843         rq = task_rq_lock(tsk, &rf);
6844         update_rq_clock(rq);
6845
6846         running = task_current(rq, tsk);
6847         queued = task_on_rq_queued(tsk);
6848
6849         if (queued)
6850                 dequeue_task(rq, tsk, queue_flags);
6851         if (running)
6852                 put_prev_task(rq, tsk);
6853
6854         sched_change_group(tsk, TASK_MOVE_GROUP);
6855
6856         if (queued)
6857                 enqueue_task(rq, tsk, queue_flags);
6858         if (running)
6859                 set_curr_task(rq, tsk);
6860
6861         task_rq_unlock(rq, tsk, &rf);
6862 }
6863
6864 static inline struct task_group *css_tg(struct cgroup_subsys_state *css)
6865 {
6866         return css ? container_of(css, struct task_group, css) : NULL;
6867 }
6868
6869 static struct cgroup_subsys_state *
6870 cpu_cgroup_css_alloc(struct cgroup_subsys_state *parent_css)
6871 {
6872         struct task_group *parent = css_tg(parent_css);
6873         struct task_group *tg;
6874
6875         if (!parent) {
6876                 /* This is early initialization for the top cgroup */
6877                 return &root_task_group.css;
6878         }
6879
6880         tg = sched_create_group(parent);
6881         if (IS_ERR(tg))
6882                 return ERR_PTR(-ENOMEM);
6883
6884         return &tg->css;
6885 }
6886
6887 /* Expose task group only after completing cgroup initialization */
6888 static int cpu_cgroup_css_online(struct cgroup_subsys_state *css)
6889 {
6890         struct task_group *tg = css_tg(css);
6891         struct task_group *parent = css_tg(css->parent);
6892
6893         if (parent)
6894                 sched_online_group(tg, parent);
6895         return 0;
6896 }
6897
6898 static void cpu_cgroup_css_released(struct cgroup_subsys_state *css)
6899 {
6900         struct task_group *tg = css_tg(css);
6901
6902         sched_offline_group(tg);
6903 }
6904
6905 static void cpu_cgroup_css_free(struct cgroup_subsys_state *css)
6906 {
6907         struct task_group *tg = css_tg(css);
6908
6909         /*
6910          * Relies on the RCU grace period between css_released() and this.
6911          */
6912         sched_free_group(tg);
6913 }
6914
6915 /*
6916  * This is called before wake_up_new_task(), therefore we really only
6917  * have to set its group bits, all the other stuff does not apply.
6918  */
6919 static void cpu_cgroup_fork(struct task_struct *task)
6920 {
6921         struct rq_flags rf;
6922         struct rq *rq;
6923
6924         rq = task_rq_lock(task, &rf);
6925
6926         update_rq_clock(rq);
6927         sched_change_group(task, TASK_SET_GROUP);
6928
6929         task_rq_unlock(rq, task, &rf);
6930 }
6931
6932 static int cpu_cgroup_can_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6933 {
6934         struct task_struct *task;
6935         struct cgroup_subsys_state *css;
6936         int ret = 0;
6937
6938         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset) {
6939 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
6940                 if (!sched_rt_can_attach(css_tg(css), task))
6941                         return -EINVAL;
6942 #else
6943                 /* We don't support RT-tasks being in separate groups */
6944                 if (task->sched_class != &fair_sched_class)
6945                         return -EINVAL;
6946 #endif
6947                 /*
6948                  * Serialize against wake_up_new_task() such that if its
6949                  * running, we're sure to observe its full state.
6950                  */
6951                 raw_spin_lock_irq(&task->pi_lock);
6952                 /*
6953                  * Avoid calling sched_move_task() before wake_up_new_task()
6954                  * has happened. This would lead to problems with PELT, due to
6955                  * move wanting to detach+attach while we're not attached yet.
6956                  */
6957                 if (task->state == TASK_NEW)
6958                         ret = -EINVAL;
6959                 raw_spin_unlock_irq(&task->pi_lock);
6960
6961                 if (ret)
6962                         break;
6963         }
6964         return ret;
6965 }
6966
6967 static void cpu_cgroup_attach(struct cgroup_taskset *tset)
6968 {
6969         struct task_struct *task;
6970         struct cgroup_subsys_state *css;
6971
6972         cgroup_taskset_for_each(task, css, tset)
6973                 sched_move_task(task);
6974 }
6975
6976 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6977 static int cpu_shares_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6978                                 struct cftype *cftype, u64 shareval)
6979 {
6980         if (shareval > scale_load_down(ULONG_MAX))
6981                 shareval = MAX_SHARES;
6982         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(shareval));
6983 }
6984
6985 static u64 cpu_shares_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
6986                                struct cftype *cft)
6987 {
6988         struct task_group *tg = css_tg(css);
6989
6990         return (u64) scale_load_down(tg->shares);
6991 }
6992
6993 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
6994 static DEFINE_MUTEX(cfs_constraints_mutex);
6995
6996 const u64 max_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_SEC; /* 1s */
6997 static const u64 min_cfs_quota_period = 1 * NSEC_PER_MSEC; /* 1ms */
6998
6999 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 runtime);
7000
7001 static int tg_set_cfs_bandwidth(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7002 {
7003         int i, ret = 0, runtime_enabled, runtime_was_enabled;
7004         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7005
7006         if (tg == &root_task_group)
7007                 return -EINVAL;
7008
7009         /*
7010          * Ensure we have at some amount of bandwidth every period.  This is
7011          * to prevent reaching a state of large arrears when throttled via
7012          * entity_tick() resulting in prolonged exit starvation.
7013          */
7014         if (quota < min_cfs_quota_period || period < min_cfs_quota_period)
7015                 return -EINVAL;
7016
7017         /*
7018          * Likewise, bound things on the otherside by preventing insane quota
7019          * periods.  This also allows us to normalize in computing quota
7020          * feasibility.
7021          */
7022         if (period > max_cfs_quota_period)
7023                 return -EINVAL;
7024
7025         /*
7026          * Prevent race between setting of cfs_rq->runtime_enabled and
7027          * unthrottle_offline_cfs_rqs().
7028          */
7029         get_online_cpus();
7030         mutex_lock(&cfs_constraints_mutex);
7031         ret = __cfs_schedulable(tg, period, quota);
7032         if (ret)
7033                 goto out_unlock;
7034
7035         runtime_enabled = quota != RUNTIME_INF;
7036         runtime_was_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
7037         /*
7038          * If we need to toggle cfs_bandwidth_used, off->on must occur
7039          * before making related changes, and on->off must occur afterwards
7040          */
7041         if (runtime_enabled && !runtime_was_enabled)
7042                 cfs_bandwidth_usage_inc();
7043         raw_spin_lock_irq(&cfs_b->lock);
7044         cfs_b->period = ns_to_ktime(period);
7045         cfs_b->quota = quota;
7046
7047         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
7048
7049         /* Restart the period timer (if active) to handle new period expiry: */
7050         if (runtime_enabled)
7051                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
7052
7053         raw_spin_unlock_irq(&cfs_b->lock);
7054
7055         for_each_online_cpu(i) {
7056                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
7057                 struct rq *rq = cfs_rq->rq;
7058                 struct rq_flags rf;
7059
7060                 rq_lock_irq(rq, &rf);
7061                 cfs_rq->runtime_enabled = runtime_enabled;
7062                 cfs_rq->runtime_remaining = 0;
7063
7064                 if (cfs_rq->throttled)
7065                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
7066                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
7067         }
7068         if (runtime_was_enabled && !runtime_enabled)
7069                 cfs_bandwidth_usage_dec();
7070 out_unlock:
7071         mutex_unlock(&cfs_constraints_mutex);
7072         put_online_cpus();
7073
7074         return ret;
7075 }
7076
7077 static int tg_set_cfs_quota(struct task_group *tg, long cfs_quota_us)
7078 {
7079         u64 quota, period;
7080
7081         period = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7082         if (cfs_quota_us < 0)
7083                 quota = RUNTIME_INF;
7084         else if ((u64)cfs_quota_us <= U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7085                 quota = (u64)cfs_quota_us * NSEC_PER_USEC;
7086         else
7087                 return -EINVAL;
7088
7089         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7090 }
7091
7092 static long tg_get_cfs_quota(struct task_group *tg)
7093 {
7094         u64 quota_us;
7095
7096         if (tg->cfs_bandwidth.quota == RUNTIME_INF)
7097                 return -1;
7098
7099         quota_us = tg->cfs_bandwidth.quota;
7100         do_div(quota_us, NSEC_PER_USEC);
7101
7102         return quota_us;
7103 }
7104
7105 static int tg_set_cfs_period(struct task_group *tg, long cfs_period_us)
7106 {
7107         u64 quota, period;
7108
7109         if ((u64)cfs_period_us > U64_MAX / NSEC_PER_USEC)
7110                 return -EINVAL;
7111
7112         period = (u64)cfs_period_us * NSEC_PER_USEC;
7113         quota = tg->cfs_bandwidth.quota;
7114
7115         return tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7116 }
7117
7118 static long tg_get_cfs_period(struct task_group *tg)
7119 {
7120         u64 cfs_period_us;
7121
7122         cfs_period_us = ktime_to_ns(tg->cfs_bandwidth.period);
7123         do_div(cfs_period_us, NSEC_PER_USEC);
7124
7125         return cfs_period_us;
7126 }
7127
7128 static s64 cpu_cfs_quota_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7129                                   struct cftype *cft)
7130 {
7131         return tg_get_cfs_quota(css_tg(css));
7132 }
7133
7134 static int cpu_cfs_quota_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7135                                    struct cftype *cftype, s64 cfs_quota_us)
7136 {
7137         return tg_set_cfs_quota(css_tg(css), cfs_quota_us);
7138 }
7139
7140 static u64 cpu_cfs_period_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7141                                    struct cftype *cft)
7142 {
7143         return tg_get_cfs_period(css_tg(css));
7144 }
7145
7146 static int cpu_cfs_period_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7147                                     struct cftype *cftype, u64 cfs_period_us)
7148 {
7149         return tg_set_cfs_period(css_tg(css), cfs_period_us);
7150 }
7151
7152 struct cfs_schedulable_data {
7153         struct task_group *tg;
7154         u64 period, quota;
7155 };
7156
7157 /*
7158  * normalize group quota/period to be quota/max_period
7159  * note: units are usecs
7160  */
7161 static u64 normalize_cfs_quota(struct task_group *tg,
7162                                struct cfs_schedulable_data *d)
7163 {
7164         u64 quota, period;
7165
7166         if (tg == d->tg) {
7167                 period = d->period;
7168                 quota = d->quota;
7169         } else {
7170                 period = tg_get_cfs_period(tg);
7171                 quota = tg_get_cfs_quota(tg);
7172         }
7173
7174         /* note: these should typically be equivalent */
7175         if (quota == RUNTIME_INF || quota == -1)
7176                 return RUNTIME_INF;
7177
7178         return to_ratio(period, quota);
7179 }
7180
7181 static int tg_cfs_schedulable_down(struct task_group *tg, void *data)
7182 {
7183         struct cfs_schedulable_data *d = data;
7184         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7185         s64 quota = 0, parent_quota = -1;
7186
7187         if (!tg->parent) {
7188                 quota = RUNTIME_INF;
7189         } else {
7190                 struct cfs_bandwidth *parent_b = &tg->parent->cfs_bandwidth;
7191
7192                 quota = normalize_cfs_quota(tg, d);
7193                 parent_quota = parent_b->hierarchical_quota;
7194
7195                 /*
7196                  * Ensure max(child_quota) <= parent_quota.  On cgroup2,
7197                  * always take the min.  On cgroup1, only inherit when no
7198                  * limit is set:
7199                  */
7200                 if (cgroup_subsys_on_dfl(cpu_cgrp_subsys)) {
7201                         quota = min(quota, parent_quota);
7202                 } else {
7203                         if (quota == RUNTIME_INF)
7204                                 quota = parent_quota;
7205                         else if (parent_quota != RUNTIME_INF && quota > parent_quota)
7206                                 return -EINVAL;
7207                 }
7208         }
7209         cfs_b->hierarchical_quota = quota;
7210
7211         return 0;
7212 }
7213
7214 static int __cfs_schedulable(struct task_group *tg, u64 period, u64 quota)
7215 {
7216         int ret;
7217         struct cfs_schedulable_data data = {
7218                 .tg = tg,
7219                 .period = period,
7220                 .quota = quota,
7221         };
7222
7223         if (quota != RUNTIME_INF) {
7224                 do_div(data.period, NSEC_PER_USEC);
7225                 do_div(data.quota, NSEC_PER_USEC);
7226         }
7227
7228         rcu_read_lock();
7229         ret = walk_tg_tree(tg_cfs_schedulable_down, tg_nop, &data);
7230         rcu_read_unlock();
7231
7232         return ret;
7233 }
7234
7235 static int cpu_cfs_stat_show(struct seq_file *sf, void *v)
7236 {
7237         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7238         struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7239
7240         seq_printf(sf, "nr_periods %d\n", cfs_b->nr_periods);
7241         seq_printf(sf, "nr_throttled %d\n", cfs_b->nr_throttled);
7242         seq_printf(sf, "throttled_time %llu\n", cfs_b->throttled_time);
7243
7244         if (schedstat_enabled() && tg != &root_task_group) {
7245                 u64 ws = 0;
7246                 int i;
7247
7248                 for_each_possible_cpu(i)
7249                         ws += schedstat_val(tg->se[i]->statistics.wait_sum);
7250
7251                 seq_printf(sf, "wait_sum %llu\n", ws);
7252         }
7253
7254         return 0;
7255 }
7256 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
7257 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
7258
7259 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7260 static int cpu_rt_runtime_write(struct cgroup_subsys_state *css,
7261                                 struct cftype *cft, s64 val)
7262 {
7263         return sched_group_set_rt_runtime(css_tg(css), val);
7264 }
7265
7266 static s64 cpu_rt_runtime_read(struct cgroup_subsys_state *css,
7267                                struct cftype *cft)
7268 {
7269         return sched_group_rt_runtime(css_tg(css));
7270 }
7271
7272 static int cpu_rt_period_write_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7273                                     struct cftype *cftype, u64 rt_period_us)
7274 {
7275         return sched_group_set_rt_period(css_tg(css), rt_period_us);
7276 }
7277
7278 static u64 cpu_rt_period_read_uint(struct cgroup_subsys_state *css,
7279                                    struct cftype *cft)
7280 {
7281         return sched_group_rt_period(css_tg(css));
7282 }
7283 #endif /* CONFIG_RT_GROUP_SCHED */
7284
7285 static struct cftype cpu_legacy_files[] = {
7286 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7287         {
7288                 .name = "shares",
7289                 .read_u64 = cpu_shares_read_u64,
7290                 .write_u64 = cpu_shares_write_u64,
7291         },
7292 #endif
7293 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7294         {
7295                 .name = "cfs_quota_us",
7296                 .read_s64 = cpu_cfs_quota_read_s64,
7297                 .write_s64 = cpu_cfs_quota_write_s64,
7298         },
7299         {
7300                 .name = "cfs_period_us",
7301                 .read_u64 = cpu_cfs_period_read_u64,
7302                 .write_u64 = cpu_cfs_period_write_u64,
7303         },
7304         {
7305                 .name = "stat",
7306                 .seq_show = cpu_cfs_stat_show,
7307         },
7308 #endif
7309 #ifdef CONFIG_RT_GROUP_SCHED
7310         {
7311                 .name = "rt_runtime_us",
7312                 .read_s64 = cpu_rt_runtime_read,
7313                 .write_s64 = cpu_rt_runtime_write,
7314         },
7315         {
7316                 .name = "rt_period_us",
7317                 .read_u64 = cpu_rt_period_read_uint,
7318                 .write_u64 = cpu_rt_period_write_uint,
7319         },
7320 #endif
7321         { }     /* Terminate */
7322 };
7323
7324 static int cpu_extra_stat_show(struct seq_file *sf,
7325                                struct cgroup_subsys_state *css)
7326 {
7327 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7328         {
7329                 struct task_group *tg = css_tg(css);
7330                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
7331                 u64 throttled_usec;
7332
7333                 throttled_usec = cfs_b->throttled_time;
7334                 do_div(throttled_usec, NSEC_PER_USEC);
7335
7336                 seq_printf(sf, "nr_periods %d\n"
7337                            "nr_throttled %d\n"
7338                            "throttled_usec %llu\n",
7339                            cfs_b->nr_periods, cfs_b->nr_throttled,
7340                            throttled_usec);
7341         }
7342 #endif
7343         return 0;
7344 }
7345
7346 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7347 static u64 cpu_weight_read_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7348                                struct cftype *cft)
7349 {
7350         struct task_group *tg = css_tg(css);
7351         u64 weight = scale_load_down(tg->shares);
7352
7353         return DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * CGROUP_WEIGHT_DFL, 1024);
7354 }
7355
7356 static int cpu_weight_write_u64(struct cgroup_subsys_state *css,
7357                                 struct cftype *cft, u64 weight)
7358 {
7359         /*
7360          * cgroup weight knobs should use the common MIN, DFL and MAX
7361          * values which are 1, 100 and 10000 respectively.  While it loses
7362          * a bit of range on both ends, it maps pretty well onto the shares
7363          * value used by scheduler and the round-trip conversions preserve
7364          * the original value over the entire range.
7365          */
7366         if (weight < CGROUP_WEIGHT_MIN || weight > CGROUP_WEIGHT_MAX)
7367                 return -ERANGE;
7368
7369         weight = DIV_ROUND_CLOSEST_ULL(weight * 1024, CGROUP_WEIGHT_DFL);
7370
7371         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7372 }
7373
7374 static s64 cpu_weight_nice_read_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7375                                     struct cftype *cft)
7376 {
7377         unsigned long weight = scale_load_down(css_tg(css)->shares);
7378         int last_delta = INT_MAX;
7379         int prio, delta;
7380
7381         /* find the closest nice value to the current weight */
7382         for (prio = 0; prio < ARRAY_SIZE(sched_prio_to_weight); prio++) {
7383                 delta = abs(sched_prio_to_weight[prio] - weight);
7384                 if (delta >= last_delta)
7385                         break;
7386                 last_delta = delta;
7387         }
7388
7389         return PRIO_TO_NICE(prio - 1 + MAX_RT_PRIO);
7390 }
7391
7392 static int cpu_weight_nice_write_s64(struct cgroup_subsys_state *css,
7393                                      struct cftype *cft, s64 nice)
7394 {
7395         unsigned long weight;
7396         int idx;
7397
7398         if (nice < MIN_NICE || nice > MAX_NICE)
7399                 return -ERANGE;
7400
7401         idx = NICE_TO_PRIO(nice) - MAX_RT_PRIO;
7402         idx = array_index_nospec(idx, 40);
7403         weight = sched_prio_to_weight[idx];
7404
7405         return sched_group_set_shares(css_tg(css), scale_load(weight));
7406 }
7407 #endif
7408
7409 static void __maybe_unused cpu_period_quota_print(struct seq_file *sf,
7410                                                   long period, long quota)
7411 {
7412         if (quota < 0)
7413                 seq_puts(sf, "max");
7414         else
7415                 seq_printf(sf, "%ld", quota);
7416
7417         seq_printf(sf, " %ld\n", period);
7418 }
7419
7420 /* caller should put the current value in *@periodp before calling */
7421 static int __maybe_unused cpu_period_quota_parse(char *buf,
7422                                                  u64 *periodp, u64 *quotap)
7423 {
7424         char tok[21];   /* U64_MAX */
7425
7426         if (sscanf(buf, "%20s %llu", tok, periodp) < 1)
7427                 return -EINVAL;
7428
7429         *periodp *= NSEC_PER_USEC;
7430
7431         if (sscanf(tok, "%llu", quotap))
7432                 *quotap *= NSEC_PER_USEC;
7433         else if (!strcmp(tok, "max"))
7434                 *quotap = RUNTIME_INF;
7435         else
7436                 return -EINVAL;
7437
7438         return 0;
7439 }
7440
7441 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7442 static int cpu_max_show(struct seq_file *sf, void *v)
7443 {
7444         struct task_group *tg = css_tg(seq_css(sf));
7445
7446         cpu_period_quota_print(sf, tg_get_cfs_period(tg), tg_get_cfs_quota(tg));
7447         return 0;
7448 }
7449
7450 static ssize_t cpu_max_write(struct kernfs_open_file *of,
7451                              char *buf, size_t nbytes, loff_t off)
7452 {
7453         struct task_group *tg = css_tg(of_css(of));
7454         u64 period = tg_get_cfs_period(tg);
7455         u64 quota;
7456         int ret;
7457
7458         ret = cpu_period_quota_parse(buf, &period, &quota);
7459         if (!ret)
7460                 ret = tg_set_cfs_bandwidth(tg, period, quota);
7461         return ret ?: nbytes;
7462 }
7463 #endif
7464
7465 static struct cftype cpu_files[] = {
7466 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7467         {
7468                 .name = "weight",
7469                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7470                 .read_u64 = cpu_weight_read_u64,
7471                 .write_u64 = cpu_weight_write_u64,
7472         },
7473         {
7474                 .name = "weight.nice",
7475                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7476                 .read_s64 = cpu_weight_nice_read_s64,
7477                 .write_s64 = cpu_weight_nice_write_s64,
7478         },
7479 #endif
7480 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
7481         {
7482                 .name = "max",
7483                 .flags = CFTYPE_NOT_ON_ROOT,
7484                 .seq_show = cpu_max_show,
7485                 .write = cpu_max_write,
7486         },
7487 #endif
7488         { }     /* terminate */
7489 };
7490
7491 struct cgroup_subsys cpu_cgrp_subsys = {
7492         .css_alloc      = cpu_cgroup_css_alloc,
7493         .css_online     = cpu_cgroup_css_online,
7494         .css_released   = cpu_cgroup_css_released,
7495         .css_free       = cpu_cgroup_css_free,
7496         .css_extra_stat_show = cpu_extra_stat_show,
7497         .fork           = cpu_cgroup_fork,
7498         .can_attach     = cpu_cgroup_can_attach,
7499         .attach         = cpu_cgroup_attach,
7500         .legacy_cftypes = cpu_legacy_files,
7501         .dfl_cftypes    = cpu_files,
7502         .early_init     = true,
7503         .threaded       = true,
7504 };
7505
7506 #endif  /* CONFIG_CGROUP_SCHED */
7507
7508 void dump_cpu_task(int cpu)
7509 {
7510         pr_info("Task dump for CPU %d:\n", cpu);
7511         sched_show_task(cpu_curr(cpu));
7512 }
7513
7514 /*
7515  * Nice levels are multiplicative, with a gentle 10% change for every
7516  * nice level changed. I.e. when a CPU-bound task goes from nice 0 to
7517  * nice 1, it will get ~10% less CPU time than another CPU-bound task
7518  * that remained on nice 0.
7519  *
7520  * The "10% effect" is relative and cumulative: from _any_ nice level,
7521  * if you go up 1 level, it's -10% CPU usage, if you go down 1 level
7522  * it's +10% CPU usage. (to achieve that we use a multiplier of 1.25.
7523  * If a task goes up by ~10% and another task goes down by ~10% then
7524  * the relative distance between them is ~25%.)
7525  */
7526 const int sched_prio_to_weight[40] = {
7527  /* -20 */     88761,     71755,     56483,     46273,     36291,
7528  /* -15 */     29154,     23254,     18705,     14949,     11916,
7529  /* -10 */      9548,      7620,      6100,      4904,      3906,
7530  /*  -5 */      3121,      2501,      1991,      1586,      1277,
7531  /*   0 */      1024,       820,       655,       526,       423,
7532  /*   5 */       335,       272,       215,       172,       137,
7533  /*  10 */       110,        87,        70,        56,        45,
7534  /*  15 */        36,        29,        23,        18,        15,
7535 };
7536
7537 /*
7538  * Inverse (2^32/x) values of the sched_prio_to_weight[] array, precalculated.
7539  *
7540  * In cases where the weight does not change often, we can use the
7541  * precalculated inverse to speed up arithmetics by turning divisions
7542  * into multiplications:
7543  */
7544 const u32 sched_prio_to_wmult[40] = {
7545  /* -20 */     48388,     59856,     76040,     92818,    118348,
7546  /* -15 */    147320,    184698,    229616,    287308,    360437,
7547  /* -10 */    449829,    563644,    704093,    875809,   1099582,
7548  /*  -5 */   1376151,   1717300,   2157191,   2708050,   3363326,
7549  /*   0 */   4194304,   5237765,   6557202,   8165337,  10153587,
7550  /*   5 */  12820798,  15790321,  19976592,  24970740,  31350126,
7551  /*  10 */  39045157,  49367440,  61356676,  76695844,  95443717,
7552  /*  15 */ 119304647, 148102320, 186737708, 238609294, 286331153,
7553 };
7554
7555 #undef CREATE_TRACE_POINTS