sched/fair: Ignore percpu threads for imbalance pulls
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include "sched.h"
24
25 /*
26  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
27  *
28  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
29  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
30  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
31  * based scheduling concepts.
32  *
33  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
34  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
35  *
36  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
37  */
38 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
39 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
40
41 /*
42  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
43  *
44  * Options are:
45  *
46  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
47  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
49  *
50  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
51  */
52 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
53
54 /*
55  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
56  *
57  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
58  */
59 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
60 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
61
62 /*
63  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
64  */
65 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
66
67 /*
68  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
69  * parent will (try to) run first.
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
72
73 /*
74  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
75  *
76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
79  *
80  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
81  */
82 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
83 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
84
85 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
86
87 int sched_thermal_decay_shift;
88 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
89 {
90         int _shift = 0;
91
92         if (kstrtoint(str, 0, &_shift))
93                 pr_warn("Unable to set scheduler thermal pressure decay shift parameter\n");
94
95         sched_thermal_decay_shift = clamp(_shift, 0, 10);
96         return 1;
97 }
98 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
99
100 #ifdef CONFIG_SMP
101 /*
102  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
103  */
104 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
105 {
106         return -cpu;
107 }
108
109 /*
110  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
111  *
112  * (default: ~20%)
113  */
114 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
115
116 #endif
117
118 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
119 /*
120  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
121  * each time a cfs_rq requests quota.
122  *
123  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
124  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
125  * we will always only issue the remaining available time.
126  *
127  * (default: 5 msec, units: microseconds)
128  */
129 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
130 #endif
131
132 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
133 {
134         lw->weight += inc;
135         lw->inv_weight = 0;
136 }
137
138 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
139 {
140         lw->weight -= dec;
141         lw->inv_weight = 0;
142 }
143
144 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
145 {
146         lw->weight = w;
147         lw->inv_weight = 0;
148 }
149
150 /*
151  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
152  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
153  * to users decreases. But the relationship is not linear,
154  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
155  * number of CPUs.
156  *
157  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
158  */
159 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
160 {
161         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
162         unsigned int factor;
163
164         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
165         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
166                 factor = 1;
167                 break;
168         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
169                 factor = cpus;
170                 break;
171         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
172         default:
173                 factor = 1 + ilog2(cpus);
174                 break;
175         }
176
177         return factor;
178 }
179
180 static void update_sysctl(void)
181 {
182         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
183
184 #define SET_SYSCTL(name) \
185         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
186         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
187         SET_SYSCTL(sched_latency);
188         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
189 #undef SET_SYSCTL
190 }
191
192 void __init sched_init_granularity(void)
193 {
194         update_sysctl();
195 }
196
197 #define WMULT_CONST     (~0U)
198 #define WMULT_SHIFT     32
199
200 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
201 {
202         unsigned long w;
203
204         if (likely(lw->inv_weight))
205                 return;
206
207         w = scale_load_down(lw->weight);
208
209         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
210                 lw->inv_weight = 1;
211         else if (unlikely(!w))
212                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
213         else
214                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
215 }
216
217 /*
218  * delta_exec * weight / lw.weight
219  *   OR
220  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
221  *
222  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
223  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
224  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
225  *
226  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
227  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
228  */
229 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
230 {
231         u64 fact = scale_load_down(weight);
232         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
233         int shift = WMULT_SHIFT;
234         int fs;
235
236         __update_inv_weight(lw);
237
238         if (unlikely(fact_hi)) {
239                 fs = fls(fact_hi);
240                 shift -= fs;
241                 fact >>= fs;
242         }
243
244         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
245
246         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
247         if (fact_hi) {
248                 fs = fls(fact_hi);
249                 shift -= fs;
250                 fact >>= fs;
251         }
252
253         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
254 }
255
256
257 const struct sched_class fair_sched_class;
258
259 /**************************************************************
260  * CFS operations on generic schedulable entities:
261  */
262
263 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
264 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
265 {
266         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
267         return container_of(se, struct task_struct, se);
268 }
269
270 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
271 #define for_each_sched_entity(se) \
272                 for (; se; se = se->parent)
273
274 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
275 {
276         return p->se.cfs_rq;
277 }
278
279 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
280 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
281 {
282         return se->cfs_rq;
283 }
284
285 /* runqueue "owned" by this group */
286 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
287 {
288         return grp->my_q;
289 }
290
291 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
292 {
293         if (!path)
294                 return;
295
296         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
297                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
298         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
299                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
300         else
301                 strlcpy(path, "(null)", len);
302 }
303
304 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
305 {
306         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
307         int cpu = cpu_of(rq);
308
309         if (cfs_rq->on_list)
310                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
311
312         cfs_rq->on_list = 1;
313
314         /*
315          * Ensure we either appear before our parent (if already
316          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
317          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
318          * reduces this to two cases and a special case for the root
319          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
320          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
321          * to a tree or when we reach the top of the tree
322          */
323         if (cfs_rq->tg->parent &&
324             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
325                 /*
326                  * If parent is already on the list, we add the child
327                  * just before. Thanks to circular linked property of
328                  * the list, this means to put the child at the tail
329                  * of the list that starts by parent.
330                  */
331                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
332                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
333                 /*
334                  * The branch is now connected to its tree so we can
335                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
336                  * list.
337                  */
338                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
339                 return true;
340         }
341
342         if (!cfs_rq->tg->parent) {
343                 /*
344                  * cfs rq without parent should be put
345                  * at the tail of the list.
346                  */
347                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
348                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
349                 /*
350                  * We have reach the top of a tree so we can reset
351                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
352                  */
353                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
354                 return true;
355         }
356
357         /*
358          * The parent has not already been added so we want to
359          * make sure that it will be put after us.
360          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
361          * where we will add parent.
362          */
363         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
364         /*
365          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
366          * of the branch
367          */
368         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
369         return false;
370 }
371
372 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
373 {
374         if (cfs_rq->on_list) {
375                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
376
377                 /*
378                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
379                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
380                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
381                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
382                  * at the end of the enqueue.
383                  */
384                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
385                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
386
387                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
388                 cfs_rq->on_list = 0;
389         }
390 }
391
392 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
393 {
394         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
395 }
396
397 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
398 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
399         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
400                                  leaf_cfs_rq_list)
401
402 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
403 static inline struct cfs_rq *
404 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
405 {
406         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
407                 return se->cfs_rq;
408
409         return NULL;
410 }
411
412 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
413 {
414         return se->parent;
415 }
416
417 static void
418 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
419 {
420         int se_depth, pse_depth;
421
422         /*
423          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
424          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
425          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
426          * parent.
427          */
428
429         /* First walk up until both entities are at same depth */
430         se_depth = (*se)->depth;
431         pse_depth = (*pse)->depth;
432
433         while (se_depth > pse_depth) {
434                 se_depth--;
435                 *se = parent_entity(*se);
436         }
437
438         while (pse_depth > se_depth) {
439                 pse_depth--;
440                 *pse = parent_entity(*pse);
441         }
442
443         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
444                 *se = parent_entity(*se);
445                 *pse = parent_entity(*pse);
446         }
447 }
448
449 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
450
451 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
452 {
453         return container_of(se, struct task_struct, se);
454 }
455
456 #define for_each_sched_entity(se) \
457                 for (; se; se = NULL)
458
459 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
460 {
461         return &task_rq(p)->cfs;
462 }
463
464 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
465 {
466         struct task_struct *p = task_of(se);
467         struct rq *rq = task_rq(p);
468
469         return &rq->cfs;
470 }
471
472 /* runqueue "owned" by this group */
473 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
474 {
475         return NULL;
476 }
477
478 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
479 {
480         if (path)
481                 strlcpy(path, "(null)", len);
482 }
483
484 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
485 {
486         return true;
487 }
488
489 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
490 {
491 }
492
493 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
494 {
495 }
496
497 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
498                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
499
500 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
501 {
502         return NULL;
503 }
504
505 static inline void
506 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
507 {
508 }
509
510 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
511
512 static __always_inline
513 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
514
515 /**************************************************************
516  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
517  */
518
519 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
520 {
521         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
522         if (delta > 0)
523                 max_vruntime = vruntime;
524
525         return max_vruntime;
526 }
527
528 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
529 {
530         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
531         if (delta < 0)
532                 min_vruntime = vruntime;
533
534         return min_vruntime;
535 }
536
537 static inline bool entity_before(struct sched_entity *a,
538                                 struct sched_entity *b)
539 {
540         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
541 }
542
543 #define __node_2_se(node) \
544         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
545
546 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
547 {
548         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
549         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
550
551         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
552
553         if (curr) {
554                 if (curr->on_rq)
555                         vruntime = curr->vruntime;
556                 else
557                         curr = NULL;
558         }
559
560         if (leftmost) { /* non-empty tree */
561                 struct sched_entity *se = __node_2_se(leftmost);
562
563                 if (!curr)
564                         vruntime = se->vruntime;
565                 else
566                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
567         }
568
569         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
570         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
571 #ifndef CONFIG_64BIT
572         smp_wmb();
573         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
574 #endif
575 }
576
577 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
578 {
579         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
580 }
581
582 /*
583  * Enqueue an entity into the rb-tree:
584  */
585 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
586 {
587         rb_add_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline, __entity_less);
588 }
589
590 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
591 {
592         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
593 }
594
595 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
596 {
597         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
598
599         if (!left)
600                 return NULL;
601
602         return __node_2_se(left);
603 }
604
605 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
606 {
607         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
608
609         if (!next)
610                 return NULL;
611
612         return __node_2_se(next);
613 }
614
615 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
616 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
617 {
618         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
619
620         if (!last)
621                 return NULL;
622
623         return __node_2_se(last);
624 }
625
626 /**************************************************************
627  * Scheduling class statistics methods:
628  */
629
630 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
631                 void *buffer, size_t *lenp, loff_t *ppos)
632 {
633         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
634         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
635
636         if (ret || !write)
637                 return ret;
638
639         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
640                                         sysctl_sched_min_granularity);
641
642 #define WRT_SYSCTL(name) \
643         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
644         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
645         WRT_SYSCTL(sched_latency);
646         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
647 #undef WRT_SYSCTL
648
649         return 0;
650 }
651 #endif
652
653 /*
654  * delta /= w
655  */
656 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
657 {
658         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
659                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
660
661         return delta;
662 }
663
664 /*
665  * The idea is to set a period in which each task runs once.
666  *
667  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
668  * this period because otherwise the slices get too small.
669  *
670  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
671  */
672 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
673 {
674         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
675                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
676         else
677                 return sysctl_sched_latency;
678 }
679
680 /*
681  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
682  * proportional to the weight.
683  *
684  * s = p*P[w/rw]
685  */
686 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
687 {
688         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
689
690         for_each_sched_entity(se) {
691                 struct load_weight *load;
692                 struct load_weight lw;
693
694                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
695                 load = &cfs_rq->load;
696
697                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
698                         lw = cfs_rq->load;
699
700                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
701                         load = &lw;
702                 }
703                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
704         }
705         return slice;
706 }
707
708 /*
709  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
710  *
711  * vs = s/w
712  */
713 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
714 {
715         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
716 }
717
718 #include "pelt.h"
719 #ifdef CONFIG_SMP
720
721 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
722 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
723 static unsigned long capacity_of(int cpu);
724
725 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
726 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
727 {
728         struct sched_avg *sa = &se->avg;
729
730         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
731
732         /*
733          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
734          * they get a chance to stabilize to their real load level.
735          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
736          * nothing has been attached to the task group yet.
737          */
738         if (entity_is_task(se))
739                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
740
741         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
742 }
743
744 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
745
746 /*
747  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
748  * based on the cfs_rq's current util_avg:
749  *
750  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
751  *
752  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
753  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
754  * as when the series is a harmonic series.
755  *
756  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
757  * only 1/2 of the left utilization budget:
758  *
759  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
760  *
761  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
762  *
763  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
764  * the beginning would be like:
765  *
766  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
767  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
768  *
769  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
770  * if util_avg > util_avg_cap.
771  */
772 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
773 {
774         struct sched_entity *se = &p->se;
775         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
776         struct sched_avg *sa = &se->avg;
777         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
778         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
779
780         if (cap > 0) {
781                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
782                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
783                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
784
785                         if (sa->util_avg > cap)
786                                 sa->util_avg = cap;
787                 } else {
788                         sa->util_avg = cap;
789                 }
790         }
791
792         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
793
794         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
795                 /*
796                  * For !fair tasks do:
797                  *
798                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
799                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
800                 switched_from_fair(rq, p);
801                  *
802                  * such that the next switched_to_fair() has the
803                  * expected state.
804                  */
805                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
806                 return;
807         }
808
809         attach_entity_cfs_rq(se);
810 }
811
812 #else /* !CONFIG_SMP */
813 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
814 {
815 }
816 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
817 {
818 }
819 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
820 {
821 }
822 #endif /* CONFIG_SMP */
823
824 /*
825  * Update the current task's runtime statistics.
826  */
827 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
828 {
829         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
830         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
831         u64 delta_exec;
832
833         if (unlikely(!curr))
834                 return;
835
836         delta_exec = now - curr->exec_start;
837         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
838                 return;
839
840         curr->exec_start = now;
841
842         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
843                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
844
845         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
846         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
847
848         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
849         update_min_vruntime(cfs_rq);
850
851         if (entity_is_task(curr)) {
852                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
853
854                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
855                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
856                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
857         }
858
859         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
860 }
861
862 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
863 {
864         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
865 }
866
867 static inline void
868 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
869 {
870         u64 wait_start, prev_wait_start;
871
872         if (!schedstat_enabled())
873                 return;
874
875         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
876         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
877
878         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
879             likely(wait_start > prev_wait_start))
880                 wait_start -= prev_wait_start;
881
882         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
883 }
884
885 static inline void
886 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
887 {
888         struct task_struct *p;
889         u64 delta;
890
891         if (!schedstat_enabled())
892                 return;
893
894         /*
895          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
896          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
897          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
898          * scenario.
899          */
900         if (unlikely(!schedstat_val(se->statistics.wait_start)))
901                 return;
902
903         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
904
905         if (entity_is_task(se)) {
906                 p = task_of(se);
907                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
908                         /*
909                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
910                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
911                          * prior to migration.
912                          */
913                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
914                         return;
915                 }
916                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
917         }
918
919         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
920                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
921         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
922         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
923         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
924 }
925
926 static inline void
927 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
928 {
929         struct task_struct *tsk = NULL;
930         u64 sleep_start, block_start;
931
932         if (!schedstat_enabled())
933                 return;
934
935         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
936         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
937
938         if (entity_is_task(se))
939                 tsk = task_of(se);
940
941         if (sleep_start) {
942                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
943
944                 if ((s64)delta < 0)
945                         delta = 0;
946
947                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
948                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
949
950                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
951                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
952
953                 if (tsk) {
954                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
955                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
956                 }
957         }
958         if (block_start) {
959                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
960
961                 if ((s64)delta < 0)
962                         delta = 0;
963
964                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
965                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
966
967                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
968                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
969
970                 if (tsk) {
971                         if (tsk->in_iowait) {
972                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
973                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
974                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
975                         }
976
977                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
978
979                         /*
980                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
981                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
982                          * amount of time that the task spent sleeping:
983                          */
984                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
985                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
986                                                 (void *)get_wchan(tsk),
987                                                 delta >> 20);
988                         }
989                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
990                 }
991         }
992 }
993
994 /*
995  * Task is being enqueued - update stats:
996  */
997 static inline void
998 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
999 {
1000         if (!schedstat_enabled())
1001                 return;
1002
1003         /*
1004          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1005          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1006          */
1007         if (se != cfs_rq->curr)
1008                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1009
1010         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1011                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1012 }
1013
1014 static inline void
1015 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1016 {
1017
1018         if (!schedstat_enabled())
1019                 return;
1020
1021         /*
1022          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1023          * waiting task:
1024          */
1025         if (se != cfs_rq->curr)
1026                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1027
1028         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1029                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1030
1031                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1032                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1033                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1034                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1035                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1036                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1037         }
1038 }
1039
1040 /*
1041  * We are picking a new current task - update its stats:
1042  */
1043 static inline void
1044 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1045 {
1046         /*
1047          * We are starting a new run period:
1048          */
1049         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1050 }
1051
1052 /**************************************************
1053  * Scheduling class queueing methods:
1054  */
1055
1056 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1057 /*
1058  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1059  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1060  * numa_balancing_scan_size.
1061  */
1062 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1063 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1064
1065 /* Portion of address space to scan in MB */
1066 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1067
1068 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1069 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1070
1071 struct numa_group {
1072         refcount_t refcount;
1073
1074         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1075         int nr_tasks;
1076         pid_t gid;
1077         int active_nodes;
1078
1079         struct rcu_head rcu;
1080         unsigned long total_faults;
1081         unsigned long max_faults_cpu;
1082         /*
1083          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1084          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1085          * more by CPU use than by memory faults.
1086          */
1087         unsigned long *faults_cpu;
1088         unsigned long faults[];
1089 };
1090
1091 /*
1092  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1093  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1094  */
1095 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1096 {
1097         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1098                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1099 }
1100
1101 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1102 {
1103         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1104 }
1105
1106 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1107 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1108
1109 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1110 {
1111         unsigned long rss = 0;
1112         unsigned long nr_scan_pages;
1113
1114         /*
1115          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1116          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1117          * on resident pages
1118          */
1119         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1120         rss = get_mm_rss(p->mm);
1121         if (!rss)
1122                 rss = nr_scan_pages;
1123
1124         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1125         return rss / nr_scan_pages;
1126 }
1127
1128 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1129 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1130
1131 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1132 {
1133         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1134         unsigned int scan, floor;
1135         unsigned int windows = 1;
1136
1137         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1138                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1139         floor = 1000 / windows;
1140
1141         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1142         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1143 }
1144
1145 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1146 {
1147         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1148         unsigned long period = smin;
1149         struct numa_group *ng;
1150
1151         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1152         rcu_read_lock();
1153         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1154         if (ng) {
1155                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1156                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1157
1158                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1159                 period *= shared + 1;
1160                 period /= private + shared + 1;
1161         }
1162         rcu_read_unlock();
1163
1164         return max(smin, period);
1165 }
1166
1167 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1168 {
1169         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1170         unsigned long smax;
1171         struct numa_group *ng;
1172
1173         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1174         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1175
1176         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1177         ng = deref_curr_numa_group(p);
1178         if (ng) {
1179                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1180                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1181                 unsigned long period = smax;
1182
1183                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1184                 period *= shared + 1;
1185                 period /= private + shared + 1;
1186
1187                 smax = max(smax, period);
1188         }
1189
1190         return max(smin, smax);
1191 }
1192
1193 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1194 {
1195         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1196         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1197 }
1198
1199 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1200 {
1201         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1202         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1203 }
1204
1205 /* Shared or private faults. */
1206 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1207
1208 /* Memory and CPU locality */
1209 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1210
1211 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1212 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1213
1214 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1215 {
1216         struct numa_group *ng;
1217         pid_t gid = 0;
1218
1219         rcu_read_lock();
1220         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1221         if (ng)
1222                 gid = ng->gid;
1223         rcu_read_unlock();
1224
1225         return gid;
1226 }
1227
1228 /*
1229  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1230  * occupy the first half of the array. The second half of the
1231  * array is for current counters, which are averaged into the
1232  * first set by task_numa_placement.
1233  */
1234 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1235 {
1236         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1237 }
1238
1239 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1240 {
1241         if (!p->numa_faults)
1242                 return 0;
1243
1244         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1245                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1246 }
1247
1248 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1249 {
1250         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1251
1252         if (!ng)
1253                 return 0;
1254
1255         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1256                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1257 }
1258
1259 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1260 {
1261         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1262                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1263 }
1264
1265 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1266 {
1267         unsigned long faults = 0;
1268         int node;
1269
1270         for_each_online_node(node) {
1271                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1272         }
1273
1274         return faults;
1275 }
1276
1277 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1278 {
1279         unsigned long faults = 0;
1280         int node;
1281
1282         for_each_online_node(node) {
1283                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1284         }
1285
1286         return faults;
1287 }
1288
1289 /*
1290  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1291  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1292  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1293  */
1294 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1295
1296 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1297 {
1298         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1299 }
1300
1301 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1302 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1303                                         int maxdist, bool task)
1304 {
1305         unsigned long score = 0;
1306         int node;
1307
1308         /*
1309          * All nodes are directly connected, and the same distance
1310          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1311          */
1312         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1313                 return 0;
1314
1315         /*
1316          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1317          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1318          */
1319         for_each_online_node(node) {
1320                 unsigned long faults;
1321                 int dist = node_distance(nid, node);
1322
1323                 /*
1324                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1325                  * for placement; nid was already counted.
1326                  */
1327                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1328                         continue;
1329
1330                 /*
1331                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1332                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1333                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1334                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1335                  * of each group. Skip other nodes.
1336                  */
1337                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1338                                         dist >= maxdist)
1339                         continue;
1340
1341                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1342                 if (task)
1343                         faults = task_faults(p, node);
1344                 else
1345                         faults = group_faults(p, node);
1346
1347                 /*
1348                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1349                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1350                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1351                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1352                  * The further away a node is, the less the faults count.
1353                  * This seems to result in good task placement.
1354                  */
1355                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1356                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1357                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1358                 }
1359
1360                 score += faults;
1361         }
1362
1363         return score;
1364 }
1365
1366 /*
1367  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1368  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1369  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1370  * evenly spread out between numa nodes.
1371  */
1372 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1373                                         int dist)
1374 {
1375         unsigned long faults, total_faults;
1376
1377         if (!p->numa_faults)
1378                 return 0;
1379
1380         total_faults = p->total_numa_faults;
1381
1382         if (!total_faults)
1383                 return 0;
1384
1385         faults = task_faults(p, nid);
1386         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1387
1388         return 1000 * faults / total_faults;
1389 }
1390
1391 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1392                                          int dist)
1393 {
1394         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1395         unsigned long faults, total_faults;
1396
1397         if (!ng)
1398                 return 0;
1399
1400         total_faults = ng->total_faults;
1401
1402         if (!total_faults)
1403                 return 0;
1404
1405         faults = group_faults(p, nid);
1406         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1407
1408         return 1000 * faults / total_faults;
1409 }
1410
1411 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1412                                 int src_nid, int dst_cpu)
1413 {
1414         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1415         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1416         int last_cpupid, this_cpupid;
1417
1418         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1419         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1420
1421         /*
1422          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1423          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1424          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1425          * executed below.
1426          */
1427         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1428             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1429                 return true;
1430
1431         /*
1432          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1433          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1434          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1435          *
1436          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1437          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1438          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1439          *
1440          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1441          * same result twice in a row, given these samples are fully
1442          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1443          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1444          *
1445          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1446          * act on an unlikely task<->page relation.
1447          */
1448         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1449                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1450                 return false;
1451
1452         /* Always allow migrate on private faults */
1453         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1454                 return true;
1455
1456         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1457         if (!ng)
1458                 return true;
1459
1460         /*
1461          * Destination node is much more heavily used than the source
1462          * node? Allow migration.
1463          */
1464         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1465                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1466                 return true;
1467
1468         /*
1469          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1470          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1471          *
1472          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1473          * --------------- * - > ---------------
1474          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1475          */
1476         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1477                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1478 }
1479
1480 /*
1481  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1482  */
1483 enum numa_type {
1484         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1485         node_has_spare = 0,
1486         /*
1487          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1488          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1489          */
1490         node_fully_busy,
1491         /*
1492          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1493          * tasks.
1494          */
1495         node_overloaded
1496 };
1497
1498 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1499 struct numa_stats {
1500         unsigned long load;
1501         unsigned long runnable;
1502         unsigned long util;
1503         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1504         unsigned long compute_capacity;
1505         unsigned int nr_running;
1506         unsigned int weight;
1507         enum numa_type node_type;
1508         int idle_cpu;
1509 };
1510
1511 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1512 {
1513 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1514         int sibling;
1515
1516         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1517                 if (cpu == sibling)
1518                         continue;
1519
1520                 if (!idle_cpu(cpu))
1521                         return false;
1522         }
1523 #endif
1524
1525         return true;
1526 }
1527
1528 struct task_numa_env {
1529         struct task_struct *p;
1530
1531         int src_cpu, src_nid;
1532         int dst_cpu, dst_nid;
1533
1534         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1535
1536         int imbalance_pct;
1537         int dist;
1538
1539         struct task_struct *best_task;
1540         long best_imp;
1541         int best_cpu;
1542 };
1543
1544 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1545 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1546 static unsigned long cpu_util(int cpu);
1547 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
1548                                         int dst_running, int dst_weight);
1549
1550 static inline enum
1551 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1552                          struct numa_stats *ns)
1553 {
1554         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1555             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1556              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1557                 return node_overloaded;
1558
1559         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1560             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1561              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1562                 return node_has_spare;
1563
1564         return node_fully_busy;
1565 }
1566
1567 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1568 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
1569 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def);
1570 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1571 {
1572         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
1573             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu, false))
1574                 return idle_core;
1575
1576         /*
1577          * Prefer cores instead of packing HT siblings
1578          * and triggering future load balancing.
1579          */
1580         if (is_core_idle(cpu))
1581                 idle_core = cpu;
1582
1583         return idle_core;
1584 }
1585 #else
1586 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1587 {
1588         return idle_core;
1589 }
1590 #endif
1591
1592 /*
1593  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
1594  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
1595  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
1596  * common implementation is impractical.
1597  */
1598 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
1599                               struct numa_stats *ns, int nid,
1600                               bool find_idle)
1601 {
1602         int cpu, idle_core = -1;
1603
1604         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1605         ns->idle_cpu = -1;
1606
1607         rcu_read_lock();
1608         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1609                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1610
1611                 ns->load += cpu_load(rq);
1612                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
1613                 ns->util += cpu_util(cpu);
1614                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
1615                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1616
1617                 if (find_idle && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
1618                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
1619                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1620                                 continue;
1621
1622                         if (ns->idle_cpu == -1)
1623                                 ns->idle_cpu = cpu;
1624
1625                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
1626                 }
1627         }
1628         rcu_read_unlock();
1629
1630         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
1631
1632         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
1633
1634         if (idle_core >= 0)
1635                 ns->idle_cpu = idle_core;
1636 }
1637
1638 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1639                              struct task_struct *p, long imp)
1640 {
1641         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1642
1643         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
1644         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
1645                 int cpu;
1646                 int start = env->dst_cpu;
1647
1648                 /* Find alternative idle CPU. */
1649                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start) {
1650                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
1651                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
1652                                 continue;
1653                         }
1654
1655                         env->dst_cpu = cpu;
1656                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1657                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1658                                 goto assign;
1659                 }
1660
1661                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
1662                 return;
1663         }
1664
1665 assign:
1666         /*
1667          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1668          * found a better CPU to move/swap.
1669          */
1670         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
1671                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1672                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1673         }
1674
1675         if (env->best_task)
1676                 put_task_struct(env->best_task);
1677         if (p)
1678                 get_task_struct(p);
1679
1680         env->best_task = p;
1681         env->best_imp = imp;
1682         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1683 }
1684
1685 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1686                                 struct task_numa_env *env)
1687 {
1688         long imb, old_imb;
1689         long orig_src_load, orig_dst_load;
1690         long src_capacity, dst_capacity;
1691
1692         /*
1693          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1694          *
1695          * src_load        dst_load
1696          * ------------ vs ---------
1697          * src_capacity    dst_capacity
1698          */
1699         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1700         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1701
1702         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1703
1704         orig_src_load = env->src_stats.load;
1705         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1706
1707         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1708
1709         /* Would this change make things worse? */
1710         return (imb > old_imb);
1711 }
1712
1713 /*
1714  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1715  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1716  * Used to deter task migration.
1717  */
1718 #define SMALLIMP        30
1719
1720 /*
1721  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1722  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1723  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1724  * be exchanged with the source task
1725  */
1726 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1727                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1728 {
1729         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1730         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1731         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1732         struct task_struct *cur;
1733         long src_load, dst_load;
1734         int dist = env->dist;
1735         long moveimp = imp;
1736         long load;
1737         bool stopsearch = false;
1738
1739         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1740                 return false;
1741
1742         rcu_read_lock();
1743         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1744         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1745                 cur = NULL;
1746
1747         /*
1748          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1749          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1750          */
1751         if (cur == env->p) {
1752                 stopsearch = true;
1753                 goto unlock;
1754         }
1755
1756         if (!cur) {
1757                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1758                         goto assign;
1759                 else
1760                         goto unlock;
1761         }
1762
1763         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
1764         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1765                 goto unlock;
1766
1767         /*
1768          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
1769          * node and the best task is.
1770          */
1771         if (env->best_task &&
1772             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1773             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1774                 goto unlock;
1775         }
1776
1777         /*
1778          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1779          * source and destination node. Calculate the total differential for
1780          * the source task and potential destination task. The more negative
1781          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1782          * be incurred if the tasks were swapped.
1783          *
1784          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1785          * in any group then look only at task weights.
1786          */
1787         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1788         if (cur_ng == p_ng) {
1789                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1790                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1791                 /*
1792                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1793                  * tasks within a group over tiny differences.
1794                  */
1795                 if (cur_ng)
1796                         imp -= imp / 16;
1797         } else {
1798                 /*
1799                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1800                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1801                  */
1802                 if (cur_ng && p_ng)
1803                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1804                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1805                 else
1806                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1807                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1808         }
1809
1810         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
1811         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
1812                 imp -= imp / 16;
1813
1814         /*
1815          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
1816          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
1817          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
1818          * case, it does not matter.
1819          */
1820         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
1821                 imp += imp / 8;
1822
1823         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1824                 imp = moveimp;
1825                 cur = NULL;
1826                 goto assign;
1827         }
1828
1829         /*
1830          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
1831          * task that is not.
1832          */
1833         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1834             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1835                 goto assign;
1836         }
1837
1838         /*
1839          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1840          * task migration might only result in ping pong
1841          * of tasks and also hurt performance due to cache
1842          * misses.
1843          */
1844         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1845                 goto unlock;
1846
1847         /*
1848          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1849          */
1850         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1851         if (!load)
1852                 goto assign;
1853
1854         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1855         src_load = env->src_stats.load - load;
1856
1857         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1858                 goto unlock;
1859
1860 assign:
1861         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
1862         if (!cur) {
1863                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1864
1865                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
1866                 if (cpu < 0)
1867                         cpu = env->dst_cpu;
1868
1869                 /*
1870                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
1871                  * is, keep using it.
1872                  */
1873                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
1874                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
1875                         cpu = env->best_cpu;
1876                 }
1877
1878                 env->dst_cpu = cpu;
1879         }
1880
1881         task_numa_assign(env, cur, imp);
1882
1883         /*
1884          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
1885          * balance improves then stop the search. While a better swap
1886          * candidate may exist, a search is not free.
1887          */
1888         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
1889                 stopsearch = true;
1890
1891         /*
1892          * If a swap candidate must be identified and the current best task
1893          * moves its preferred node then stop the search.
1894          */
1895         if (!maymove && env->best_task &&
1896             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
1897                 stopsearch = true;
1898         }
1899 unlock:
1900         rcu_read_unlock();
1901
1902         return stopsearch;
1903 }
1904
1905 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1906                                 long taskimp, long groupimp)
1907 {
1908         bool maymove = false;
1909         int cpu;
1910
1911         /*
1912          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
1913          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
1914          */
1915         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
1916                 unsigned int imbalance;
1917                 int src_running, dst_running;
1918
1919                 /*
1920                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
1921                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
1922                  * move improves the imbalance from the perspective of the
1923                  * CPU load balancer.
1924                  * */
1925                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
1926                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
1927                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
1928                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
1929                                                         env->dst_stats.weight);
1930
1931                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
1932                 if (!imbalance) {
1933                         maymove = true;
1934                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
1935                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1936                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
1937                                 return;
1938                         }
1939                 }
1940         } else {
1941                 long src_load, dst_load, load;
1942                 /*
1943                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
1944                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1945                  */
1946                 load = task_h_load(env->p);
1947                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
1948                 src_load = env->src_stats.load - load;
1949                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1950         }
1951
1952         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1953                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1954                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1955                         continue;
1956
1957                 env->dst_cpu = cpu;
1958                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
1959                         break;
1960         }
1961 }
1962
1963 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1964 {
1965         struct task_numa_env env = {
1966                 .p = p,
1967
1968                 .src_cpu = task_cpu(p),
1969                 .src_nid = task_node(p),
1970
1971                 .imbalance_pct = 112,
1972
1973                 .best_task = NULL,
1974                 .best_imp = 0,
1975                 .best_cpu = -1,
1976         };
1977         unsigned long taskweight, groupweight;
1978         struct sched_domain *sd;
1979         long taskimp, groupimp;
1980         struct numa_group *ng;
1981         struct rq *best_rq;
1982         int nid, ret, dist;
1983
1984         /*
1985          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1986          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1987          *
1988          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1989          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1990          * to satisfy here.
1991          */
1992         rcu_read_lock();
1993         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1994         if (sd)
1995                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1996         rcu_read_unlock();
1997
1998         /*
1999          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2000          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2001          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2002          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2003          */
2004         if (unlikely(!sd)) {
2005                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2006                 return -EINVAL;
2007         }
2008
2009         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2010         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2011         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2012         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2013         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2014         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2015         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2016         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2017
2018         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2019         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2020
2021         /*
2022          * Look at other nodes in these cases:
2023          * - there is no space available on the preferred_nid
2024          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2025          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2026          *   we need to check other locations.
2027          */
2028         ng = deref_curr_numa_group(p);
2029         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2030                 for_each_online_node(nid) {
2031                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2032                                 continue;
2033
2034                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2035                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2036                                                 dist != env.dist) {
2037                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2038                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2039                         }
2040
2041                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2042                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2043                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2044                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2045                                 continue;
2046
2047                         env.dist = dist;
2048                         env.dst_nid = nid;
2049                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2050                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2051                 }
2052         }
2053
2054         /*
2055          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2056          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2057          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2058          * settle down.
2059          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2060          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2061          */
2062         if (ng) {
2063                 if (env.best_cpu == -1)
2064                         nid = env.src_nid;
2065                 else
2066                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2067
2068                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2069                         sched_setnuma(p, nid);
2070         }
2071
2072         /* No better CPU than the current one was found. */
2073         if (env.best_cpu == -1) {
2074                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2075                 return -EAGAIN;
2076         }
2077
2078         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2079         if (env.best_task == NULL) {
2080                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2081                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2082                 if (ret != 0)
2083                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2084                 return ret;
2085         }
2086
2087         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2088         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2089
2090         if (ret != 0)
2091                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2092         put_task_struct(env.best_task);
2093         return ret;
2094 }
2095
2096 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2097 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2098 {
2099         unsigned long interval = HZ;
2100
2101         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2102         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2103                 return;
2104
2105         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2106         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2107         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2108
2109         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2110         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2111                 return;
2112
2113         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2114         task_numa_migrate(p);
2115 }
2116
2117 /*
2118  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
2119  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2120  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2121  * located.
2122  */
2123 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2124 {
2125         unsigned long faults, max_faults = 0;
2126         int nid, active_nodes = 0;
2127
2128         for_each_online_node(nid) {
2129                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2130                 if (faults > max_faults)
2131                         max_faults = faults;
2132         }
2133
2134         for_each_online_node(nid) {
2135                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2136                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2137                         active_nodes++;
2138         }
2139
2140         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2141         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2142 }
2143
2144 /*
2145  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2146  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2147  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2148  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2149  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2150  */
2151 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2152 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2153
2154 /*
2155  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2156  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2157  * the page accesses are shared with other processes.
2158  * Otherwise, decrease the scan period.
2159  */
2160 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2161                         unsigned long shared, unsigned long private)
2162 {
2163         unsigned int period_slot;
2164         int lr_ratio, ps_ratio;
2165         int diff;
2166
2167         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2168         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2169
2170         /*
2171          * If there were no record hinting faults then either the task is
2172          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
2173          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2174          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2175          * node is overloaded. In either case, scan slower
2176          */
2177         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2178                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2179                         p->numa_scan_period << 1);
2180
2181                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2182                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2183
2184                 return;
2185         }
2186
2187         /*
2188          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2189          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2190          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2191          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2192          */
2193         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2194         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2195         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2196
2197         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2198                 /*
2199                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2200                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2201                  */
2202                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2203                 if (!slot)
2204                         slot = 1;
2205                 diff = slot * period_slot;
2206         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2207                 /*
2208                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2209                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2210                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2211                  */
2212                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2213                 if (!slot)
2214                         slot = 1;
2215                 diff = slot * period_slot;
2216         } else {
2217                 /*
2218                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2219                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2220                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2221                  */
2222                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2223                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2224         }
2225
2226         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2227                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2228         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2229 }
2230
2231 /*
2232  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2233  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2234  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2235  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2236  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2237  */
2238 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2239 {
2240         u64 runtime, delta, now;
2241         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2242         now = p->se.exec_start;
2243         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2244
2245         if (p->last_task_numa_placement) {
2246                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2247                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2248
2249                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2250                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2251                         *period = 0;
2252         } else {
2253                 delta = p->se.avg.load_sum;
2254                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2255         }
2256
2257         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2258         p->last_task_numa_placement = now;
2259
2260         return delta;
2261 }
2262
2263 /*
2264  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2265  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2266  * otherwise workloads might not converge.
2267  */
2268 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2269 {
2270         nodemask_t nodes;
2271         int dist;
2272
2273         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2274         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2275                 return nid;
2276
2277         /*
2278          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2279          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2280          * both the node itself, and on nearby nodes.
2281          */
2282         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2283                 unsigned long score, max_score = 0;
2284                 int node, max_node = nid;
2285
2286                 dist = sched_max_numa_distance;
2287
2288                 for_each_online_node(node) {
2289                         score = group_weight(p, node, dist);
2290                         if (score > max_score) {
2291                                 max_score = score;
2292                                 max_node = node;
2293                         }
2294                 }
2295                 return max_node;
2296         }
2297
2298         /*
2299          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2300          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2301          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2302          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2303          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2304          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2305          * keep the complexity of the search down.
2306          */
2307         nodes = node_online_map;
2308         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2309                 unsigned long max_faults = 0;
2310                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2311                 int a, b;
2312
2313                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2314                 if (!find_numa_distance(dist))
2315                         continue;
2316
2317                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2318                         unsigned long faults = 0;
2319                         nodemask_t this_group;
2320                         nodes_clear(this_group);
2321
2322                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2323                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2324                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2325                                         faults += group_faults(p, b);
2326                                         node_set(b, this_group);
2327                                         node_clear(b, nodes);
2328                                 }
2329                         }
2330
2331                         /* Remember the top group. */
2332                         if (faults > max_faults) {
2333                                 max_faults = faults;
2334                                 max_group = this_group;
2335                                 /*
2336                                  * subtle: at the smallest distance there is
2337                                  * just one node left in each "group", the
2338                                  * winner is the preferred nid.
2339                                  */
2340                                 nid = a;
2341                         }
2342                 }
2343                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2344                 if (!max_faults)
2345                         break;
2346                 nodes = max_group;
2347         }
2348         return nid;
2349 }
2350
2351 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2352 {
2353         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2354         unsigned long max_faults = 0;
2355         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2356         unsigned long total_faults;
2357         u64 runtime, period;
2358         spinlock_t *group_lock = NULL;
2359         struct numa_group *ng;
2360
2361         /*
2362          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2363          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2364          * that the field is read in a single access:
2365          */
2366         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2367         if (p->numa_scan_seq == seq)
2368                 return;
2369         p->numa_scan_seq = seq;
2370         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2371
2372         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2373                        p->numa_faults_locality[1];
2374         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2375
2376         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2377         ng = deref_curr_numa_group(p);
2378         if (ng) {
2379                 group_lock = &ng->lock;
2380                 spin_lock_irq(group_lock);
2381         }
2382
2383         /* Find the node with the highest number of faults */
2384         for_each_online_node(nid) {
2385                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2386                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2387                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2388                 int priv;
2389
2390                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2391                         long diff, f_diff, f_weight;
2392
2393                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2394                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2395                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2396                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2397
2398                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2399                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2400                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2401                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2402
2403                         /*
2404                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2405                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2406                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2407                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2408                          * faults are less important.
2409                          */
2410                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2411                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2412                                    (total_faults + 1);
2413                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2414                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2415
2416                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2417                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2418                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2419                         p->total_numa_faults += diff;
2420                         if (ng) {
2421                                 /*
2422                                  * safe because we can only change our own group
2423                                  *
2424                                  * mem_idx represents the offset for a given
2425                                  * nid and priv in a specific region because it
2426                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2427                                  */
2428                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2429                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2430                                 ng->total_faults += diff;
2431                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2432                         }
2433                 }
2434
2435                 if (!ng) {
2436                         if (faults > max_faults) {
2437                                 max_faults = faults;
2438                                 max_nid = nid;
2439                         }
2440                 } else if (group_faults > max_faults) {
2441                         max_faults = group_faults;
2442                         max_nid = nid;
2443                 }
2444         }
2445
2446         if (ng) {
2447                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2448                 spin_unlock_irq(group_lock);
2449                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2450         }
2451
2452         if (max_faults) {
2453                 /* Set the new preferred node */
2454                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2455                         sched_setnuma(p, max_nid);
2456         }
2457
2458         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2459 }
2460
2461 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2462 {
2463         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2464 }
2465
2466 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2467 {
2468         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2469                 kfree_rcu(grp, rcu);
2470 }
2471
2472 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2473                         int *priv)
2474 {
2475         struct numa_group *grp, *my_grp;
2476         struct task_struct *tsk;
2477         bool join = false;
2478         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2479         int i;
2480
2481         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2482                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2483                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2484
2485                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2486                 if (!grp)
2487                         return;
2488
2489                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2490                 grp->active_nodes = 1;
2491                 grp->max_faults_cpu = 0;
2492                 spin_lock_init(&grp->lock);
2493                 grp->gid = p->pid;
2494                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2495                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2496                                                 nr_node_ids;
2497
2498                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2499                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2500
2501                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2502
2503                 grp->nr_tasks++;
2504                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2505         }
2506
2507         rcu_read_lock();
2508         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2509
2510         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2511                 goto no_join;
2512
2513         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2514         if (!grp)
2515                 goto no_join;
2516
2517         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2518         if (grp == my_grp)
2519                 goto no_join;
2520
2521         /*
2522          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2523          * the other task will join us.
2524          */
2525         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2526                 goto no_join;
2527
2528         /*
2529          * Tie-break on the grp address.
2530          */
2531         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2532                 goto no_join;
2533
2534         /* Always join threads in the same process. */
2535         if (tsk->mm == current->mm)
2536                 join = true;
2537
2538         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2539         if (flags & TNF_SHARED)
2540                 join = true;
2541
2542         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2543         *priv = !join;
2544
2545         if (join && !get_numa_group(grp))
2546                 goto no_join;
2547
2548         rcu_read_unlock();
2549
2550         if (!join)
2551                 return;
2552
2553         BUG_ON(irqs_disabled());
2554         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2555
2556         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2557                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2558                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2559         }
2560         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2561         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2562
2563         my_grp->nr_tasks--;
2564         grp->nr_tasks++;
2565
2566         spin_unlock(&my_grp->lock);
2567         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2568
2569         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2570
2571         put_numa_group(my_grp);
2572         return;
2573
2574 no_join:
2575         rcu_read_unlock();
2576         return;
2577 }
2578
2579 /*
2580  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
2581  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2582  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2583  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2584  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2585  */
2586 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2587 {
2588         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2589         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2590         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2591         unsigned long flags;
2592         int i;
2593
2594         if (!numa_faults)
2595                 return;
2596
2597         if (grp) {
2598                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2599                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2600                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2601                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2602
2603                 grp->nr_tasks--;
2604                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2605                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2606                 put_numa_group(grp);
2607         }
2608
2609         if (final) {
2610                 p->numa_faults = NULL;
2611                 kfree(numa_faults);
2612         } else {
2613                 p->total_numa_faults = 0;
2614                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2615                         numa_faults[i] = 0;
2616         }
2617 }
2618
2619 /*
2620  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2621  */
2622 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2623 {
2624         struct task_struct *p = current;
2625         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2626         int cpu_node = task_node(current);
2627         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2628         struct numa_group *ng;
2629         int priv;
2630
2631         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2632                 return;
2633
2634         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2635         if (!p->mm)
2636                 return;
2637
2638         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2639         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2640                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2641                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2642
2643                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2644                 if (!p->numa_faults)
2645                         return;
2646
2647                 p->total_numa_faults = 0;
2648                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2649         }
2650
2651         /*
2652          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2653          * to be private if the accessing pid has not changed
2654          */
2655         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2656                 priv = 1;
2657         } else {
2658                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2659                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2660                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2661         }
2662
2663         /*
2664          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2665          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2666          * actively using should be counted as local. This allows the
2667          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2668          */
2669         ng = deref_curr_numa_group(p);
2670         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2671                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2672                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2673                 local = 1;
2674
2675         /*
2676          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2677          * previously failed, or the scheduler moved us.
2678          */
2679         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2680                 task_numa_placement(p);
2681                 numa_migrate_preferred(p);
2682         }
2683
2684         if (migrated)
2685                 p->numa_pages_migrated += pages;
2686         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2687                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2688
2689         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2690         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2691         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2692 }
2693
2694 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2695 {
2696         /*
2697          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2698          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2699          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2700          * much of an issue though, since this is just used for
2701          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2702          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2703          */
2704         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2705         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2706 }
2707
2708 /*
2709  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2710  * Triggered from task_tick_numa().
2711  */
2712 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2713 {
2714         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2715         struct task_struct *p = current;
2716         struct mm_struct *mm = p->mm;
2717         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2718         struct vm_area_struct *vma;
2719         unsigned long start, end;
2720         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2721         long pages, virtpages;
2722
2723         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2724
2725         work->next = work;
2726         /*
2727          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2728          *
2729          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2730          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2731          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2732          * work.
2733          */
2734         if (p->flags & PF_EXITING)
2735                 return;
2736
2737         if (!mm->numa_next_scan) {
2738                 mm->numa_next_scan = now +
2739                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2740         }
2741
2742         /*
2743          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2744          */
2745         migrate = mm->numa_next_scan;
2746         if (time_before(now, migrate))
2747                 return;
2748
2749         if (p->numa_scan_period == 0) {
2750                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2751                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2752         }
2753
2754         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2755         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2756                 return;
2757
2758         /*
2759          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2760          * the next time around.
2761          */
2762         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2763
2764         start = mm->numa_scan_offset;
2765         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2766         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2767         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2768         if (!pages)
2769                 return;
2770
2771
2772         if (!mmap_read_trylock(mm))
2773                 return;
2774         vma = find_vma(mm, start);
2775         if (!vma) {
2776                 reset_ptenuma_scan(p);
2777                 start = 0;
2778                 vma = mm->mmap;
2779         }
2780         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2781                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2782                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2783                         continue;
2784                 }
2785
2786                 /*
2787                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2788                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2789                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2790                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2791                  */
2792                 if (!vma->vm_mm ||
2793                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2794                         continue;
2795
2796                 /*
2797                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2798                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2799                  */
2800                 if (!vma_is_accessible(vma))
2801                         continue;
2802
2803                 do {
2804                         start = max(start, vma->vm_start);
2805                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2806                         end = min(end, vma->vm_end);
2807                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2808
2809                         /*
2810                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2811                          * hpages that have at least one present PTE that
2812                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2813                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2814                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2815                          * areas faster.
2816                          */
2817                         if (nr_pte_updates)
2818                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2819                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2820
2821                         start = end;
2822                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2823                                 goto out;
2824
2825                         cond_resched();
2826                 } while (end != vma->vm_end);
2827         }
2828
2829 out:
2830         /*
2831          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2832          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2833          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2834          * scanner to the start so check it now.
2835          */
2836         if (vma)
2837                 mm->numa_scan_offset = start;
2838         else
2839                 reset_ptenuma_scan(p);
2840         mmap_read_unlock(mm);
2841
2842         /*
2843          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2844          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2845          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2846          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2847          */
2848         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2849                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2850                 p->node_stamp += 32 * diff;
2851         }
2852 }
2853
2854 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2855 {
2856         int mm_users = 0;
2857         struct mm_struct *mm = p->mm;
2858
2859         if (mm) {
2860                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2861                 if (mm_users == 1) {
2862                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2863                         mm->numa_scan_seq = 0;
2864                 }
2865         }
2866         p->node_stamp                   = 0;
2867         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2868         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2869         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2870         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2871         p->numa_faults                  = NULL;
2872         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2873         p->last_task_numa_placement     = 0;
2874         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2875
2876         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2877
2878         /* New address space, reset the preferred nid */
2879         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2880                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2881                 return;
2882         }
2883
2884         /*
2885          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2886          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2887          */
2888         if (mm) {
2889                 unsigned int delay;
2890
2891                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2892                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2893                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2894                 p->node_stamp = delay;
2895         }
2896 }
2897
2898 /*
2899  * Drive the periodic memory faults..
2900  */
2901 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2902 {
2903         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2904         u64 period, now;
2905
2906         /*
2907          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2908          */
2909         if ((curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2910                 return;
2911
2912         /*
2913          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2914          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2915          * task needs to have done some actual work before we bother with
2916          * NUMA placement.
2917          */
2918         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2919         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2920
2921         if (now > curr->node_stamp + period) {
2922                 if (!curr->node_stamp)
2923                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2924                 curr->node_stamp += period;
2925
2926                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2927                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
2928         }
2929 }
2930
2931 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2932 {
2933         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2934         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2935
2936         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2937                 return;
2938
2939         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2940                 return;
2941
2942         if (src_nid == dst_nid)
2943                 return;
2944
2945         /*
2946          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2947          * has completed. This is most likely due to a new task that
2948          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2949          */
2950         if (p->numa_scan_seq) {
2951                 /*
2952                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2953                  * node or if the task was not previously running on
2954                  * the preferred node.
2955                  */
2956                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2957                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2958                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2959                         return;
2960         }
2961
2962         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2963 }
2964
2965 #else
2966 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2967 {
2968 }
2969
2970 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2971 {
2972 }
2973
2974 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2975 {
2976 }
2977
2978 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2979 {
2980 }
2981
2982 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2983
2984 static void
2985 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2986 {
2987         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2988 #ifdef CONFIG_SMP
2989         if (entity_is_task(se)) {
2990                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2991
2992                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2993                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2994         }
2995 #endif
2996         cfs_rq->nr_running++;
2997 }
2998
2999 static void
3000 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3001 {
3002         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3003 #ifdef CONFIG_SMP
3004         if (entity_is_task(se)) {
3005                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3006                 list_del_init(&se->group_node);
3007         }
3008 #endif
3009         cfs_rq->nr_running--;
3010 }
3011
3012 /*
3013  * Signed add and clamp on underflow.
3014  *
3015  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3016  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3017  * values.
3018  */
3019 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3020         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3021         typeof(_val) val = (_val);                              \
3022         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3023                                                                 \
3024         res = var + val;                                        \
3025                                                                 \
3026         if (val < 0 && res > var)                               \
3027                 res = 0;                                        \
3028                                                                 \
3029         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3030 } while (0)
3031
3032 /*
3033  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3034  *
3035  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3036  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3037  * values.
3038  */
3039 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3040         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3041         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3042         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3043         res = var - val;                                        \
3044         if (res > var)                                          \
3045                 res = 0;                                        \
3046         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3047 } while (0)
3048
3049 /*
3050  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3051  *
3052  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3053  * and is thus optimized for local variable updates.
3054  */
3055 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3056         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3057         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3058 } while (0)
3059
3060 #ifdef CONFIG_SMP
3061 static inline void
3062 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3063 {
3064         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3065         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3066 }
3067
3068 static inline void
3069 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3070 {
3071         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3072         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3073 }
3074 #else
3075 static inline void
3076 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3077 static inline void
3078 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3079 #endif
3080
3081 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3082                             unsigned long weight)
3083 {
3084         if (se->on_rq) {
3085                 /* commit outstanding execution time */
3086                 if (cfs_rq->curr == se)
3087                         update_curr(cfs_rq);
3088                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3089         }
3090         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3091
3092         update_load_set(&se->load, weight);
3093
3094 #ifdef CONFIG_SMP
3095         do {
3096                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3097
3098                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3099         } while (0);
3100 #endif
3101
3102         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3103         if (se->on_rq)
3104                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3105
3106 }
3107
3108 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3109 {
3110         struct sched_entity *se = &p->se;
3111         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3112         struct load_weight *load = &se->load;
3113         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3114
3115         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3116         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3117 }
3118
3119 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3120 #ifdef CONFIG_SMP
3121 /*
3122  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3123  * global sum we all love to hate.
3124  *
3125  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3126  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3127  *
3128  *                     tg->weight * grq->load.weight
3129  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3130  *                        \Sum grq->load.weight
3131  *
3132  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3133  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3134  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3135  *
3136  * So instead of the above, we substitute:
3137  *
3138  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3139  *
3140  * which yields the following:
3141  *
3142  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3143  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3144  *                              tg->load_avg
3145  *
3146  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3147  *
3148  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3149  *
3150  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3151  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3152  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3153  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3154  * yielding bad latency etc..
3155  *
3156  * Now, in that special case (1) reduces to:
3157  *
3158  *                     tg->weight * grq->load.weight
3159  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3160  *                          grp->load.weight
3161  *
3162  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3163  *
3164  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3165  * UP case, like:
3166  *
3167  *   ge->load.weight =
3168  *
3169  *              tg->weight * grq->load.weight
3170  *     ---------------------------------------------------         (5)
3171  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3172  *
3173  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3174  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3175  *
3176  *
3177  *                     tg->weight * grq->load.weight
3178  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3179  *                              tg_load_avg'
3180  *
3181  * Where:
3182  *
3183  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3184  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3185  *
3186  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3187  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3188  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3189  *
3190  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3191  *
3192  * hence icky!
3193  */
3194 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3195 {
3196         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3197         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3198
3199         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3200
3201         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3202
3203         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3204
3205         /* Ensure tg_weight >= load */
3206         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3207         tg_weight += load;
3208
3209         shares = (tg_shares * load);
3210         if (tg_weight)
3211                 shares /= tg_weight;
3212
3213         /*
3214          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3215          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3216          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3217          * the group on a CPU.
3218          *
3219          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3220          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3221          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3222          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3223          * instead of 0.
3224          */
3225         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3226 }
3227 #endif /* CONFIG_SMP */
3228
3229 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3230
3231 /*
3232  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3233  * runqueue.
3234  */
3235 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3236 {
3237         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3238         long shares;
3239
3240         if (!gcfs_rq)
3241                 return;
3242
3243         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3244                 return;
3245
3246 #ifndef CONFIG_SMP
3247         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3248
3249         if (likely(se->load.weight == shares))
3250                 return;
3251 #else
3252         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3253 #endif
3254
3255         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3256 }
3257
3258 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3259 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3260 {
3261 }
3262 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3263
3264 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3265 {
3266         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3267
3268         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3269                 /*
3270                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3271                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3272                  * a real problem.
3273                  *
3274                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3275                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3276                  * number include things like RT tasks.
3277                  *
3278                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3279                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3280                  *
3281                  * See cpu_util().
3282                  */
3283                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3284         }
3285 }
3286
3287 #ifdef CONFIG_SMP
3288 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3289 /**
3290  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3291  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3292  *
3293  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3294  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3295  * considerations.
3296  *
3297  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3298  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3299  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3300  *
3301  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3302  */
3303 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3304 {
3305         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3306
3307         /*
3308          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3309          */
3310         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3311                 return;
3312
3313         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3314                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3315                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3316         }
3317 }
3318
3319 /*
3320  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3321  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3322  * including the state of rq->lock, should be made.
3323  */
3324 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3325                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3326 {
3327         u64 p_last_update_time;
3328         u64 n_last_update_time;
3329
3330         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3331                 return;
3332
3333         /*
3334          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3335          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3336          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3337          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3338          * the wakee more load sounds not bad.
3339          */
3340         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3341                 return;
3342
3343 #ifndef CONFIG_64BIT
3344         {
3345                 u64 p_last_update_time_copy;
3346                 u64 n_last_update_time_copy;
3347
3348                 do {
3349                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3350                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3351
3352                         smp_rmb();
3353
3354                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3355                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3356
3357                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3358                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3359         }
3360 #else
3361         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3362         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3363 #endif
3364         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3365         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3366 }
3367
3368
3369 /*
3370  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3371  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3372  * that for each group:
3373  *
3374  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3375  *
3376  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3377  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3378  *
3379  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3380  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3381  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3382  *
3383  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3384  *
3385  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3386  *
3387  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3388  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3389  *
3390  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3391  *
3392  * And per (1) we have:
3393  *
3394  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3395  *
3396  * Which gives:
3397  *
3398  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3399  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3400  *                               grq->load.weight
3401  *
3402  * Except that is wrong!
3403  *
3404  * Because while for entities historical weight is not important and we
3405  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3406  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3407  *
3408  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3409  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3410  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3411  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3412  *
3413  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3414  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3415  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3416  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3417  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3418  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3419  *
3420  * So we'll have to approximate.. :/
3421  *
3422  * Given the constraint:
3423  *
3424  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3425  *
3426  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3427  * overlap.
3428  *
3429  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3430  *
3431  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3432  *
3433  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3434  *
3435  */
3436
3437 static inline void
3438 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3439 {
3440         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3441         u32 divider;
3442
3443         /* Nothing to update */
3444         if (!delta)
3445                 return;
3446
3447         /*
3448          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3449          * See ___update_load_avg() for details.
3450          */
3451         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3452
3453         /* Set new sched_entity's utilization */
3454         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3455         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3456
3457         /* Update parent cfs_rq utilization */
3458         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3459         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3460 }
3461
3462 static inline void
3463 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3464 {
3465         long delta = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3466         u32 divider;
3467
3468         /* Nothing to update */
3469         if (!delta)
3470                 return;
3471
3472         /*
3473          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3474          * See ___update_load_avg() for details.
3475          */
3476         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3477
3478         /* Set new sched_entity's runnable */
3479         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3480         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3481
3482         /* Update parent cfs_rq runnable */
3483         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta);
3484         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3485 }
3486
3487 static inline void
3488 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3489 {
3490         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3491         unsigned long load_avg;
3492         u64 load_sum = 0;
3493         s64 delta_sum;
3494         u32 divider;
3495
3496         if (!runnable_sum)
3497                 return;
3498
3499         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3500
3501         /*
3502          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3503          * See ___update_load_avg() for details.
3504          */
3505         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3506
3507         if (runnable_sum >= 0) {
3508                 /*
3509                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3510                  * the CPU is saturated running == runnable.
3511                  */
3512                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3513                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3514         } else {
3515                 /*
3516                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3517                  * assuming all tasks are equally runnable.
3518                  */
3519                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3520                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3521                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3522                 }
3523
3524                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3525                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3526         }
3527
3528         /*
3529          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3530          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3531          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3532          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3533          */
3534         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3535         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3536
3537         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3538         load_avg = div_s64(load_sum, divider);
3539
3540         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3541         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3542
3543         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3544         se->avg.load_avg = load_avg;
3545         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3546         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3547 }
3548
3549 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3550 {
3551         cfs_rq->propagate = 1;
3552         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3553 }
3554
3555 /* Update task and its cfs_rq load average */
3556 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3557 {
3558         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3559
3560         if (entity_is_task(se))
3561                 return 0;
3562
3563         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3564         if (!gcfs_rq->propagate)
3565                 return 0;
3566
3567         gcfs_rq->propagate = 0;
3568
3569         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3570
3571         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3572
3573         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3574         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3575         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3576
3577         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3578         trace_pelt_se_tp(se);
3579
3580         return 1;
3581 }
3582
3583 /*
3584  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3585  * group_entity:
3586  */
3587 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3588 {
3589         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3590
3591         /*
3592          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3593          * decay it:
3594          */
3595         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3596                 return false;
3597
3598         /*
3599          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3600          * the utilization of the sched_entity:
3601          */
3602         if (gcfs_rq->propagate)
3603                 return false;
3604
3605         /*
3606          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3607          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3608          * waste of time to try to decay it:
3609          */
3610         return true;
3611 }
3612
3613 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3614
3615 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3616
3617 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3618 {
3619         return 0;
3620 }
3621
3622 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3623
3624 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3625
3626 /**
3627  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3628  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3629  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3630  *
3631  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3632  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3633  * post_init_entity_util_avg().
3634  *
3635  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3636  *
3637  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3638  *
3639  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3640  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3641  */
3642 static inline int
3643 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3644 {
3645         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3646         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3647         int decayed = 0;
3648
3649         if (cfs_rq->removed.nr) {
3650                 unsigned long r;
3651                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3652
3653                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3654                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3655                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3656                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3657                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3658                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3659
3660                 r = removed_load;
3661                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3662                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3663
3664                 r = removed_util;
3665                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3666                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3667
3668                 r = removed_runnable;
3669                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3670                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
3671
3672                 /*
3673                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3674                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3675                  */
3676                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3677                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3678
3679                 decayed = 1;
3680         }
3681
3682         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3683
3684 #ifndef CONFIG_64BIT
3685         smp_wmb();
3686         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3687 #endif
3688
3689         return decayed;
3690 }
3691
3692 /**
3693  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3694  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3695  * @se: sched_entity to attach
3696  *
3697  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3698  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3699  */
3700 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3701 {
3702         /*
3703          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3704          * See ___update_load_avg() for details.
3705          */
3706         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3707
3708         /*
3709          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3710          * window because without that, really weird and wonderful things can
3711          * happen.
3712          *
3713          * XXX illustrate
3714          */
3715         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3716         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3717
3718         /*
3719          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3720          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3721          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3722          * _sum a little.
3723          */
3724         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3725
3726         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3727
3728         se->avg.load_sum = divider;
3729         if (se_weight(se)) {
3730                 se->avg.load_sum =
3731                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3732         }
3733
3734         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3735         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3736         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3737         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3738         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3739
3740         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3741
3742         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3743
3744         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3745 }
3746
3747 /**
3748  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3749  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3750  * @se: sched_entity to detach
3751  *
3752  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3753  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3754  */
3755 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3756 {
3757         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3758         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3759         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3760         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3761         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, se->avg.runnable_sum);
3762
3763         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3764
3765         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3766
3767         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3768 }
3769
3770 /*
3771  * Optional action to be done while updating the load average
3772  */
3773 #define UPDATE_TG       0x1
3774 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3775 #define DO_ATTACH       0x4
3776
3777 /* Update task and its cfs_rq load average */
3778 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3779 {
3780         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3781         int decayed;
3782
3783         /*
3784          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3785          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3786          */
3787         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3788                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3789
3790         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3791         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3792
3793         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3794
3795                 /*
3796                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3797                  * !last_update_time means we've passed through
3798                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3799                  *
3800                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3801                  */
3802                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3803                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
3804
3805         } else if (decayed) {
3806                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3807
3808                 if (flags & UPDATE_TG)
3809                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
3810         }
3811 }
3812
3813 #ifndef CONFIG_64BIT
3814 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3815 {
3816         u64 last_update_time_copy;
3817         u64 last_update_time;
3818
3819         do {
3820                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3821                 smp_rmb();
3822                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3823         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3824
3825         return last_update_time;
3826 }
3827 #else
3828 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3829 {
3830         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3831 }
3832 #endif
3833
3834 /*
3835  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3836  * the previous rq.
3837  */
3838 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3839 {
3840         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3841         u64 last_update_time;
3842
3843         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3844         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3845 }
3846
3847 /*
3848  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3849  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3850  */
3851 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3852 {
3853         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3854         unsigned long flags;
3855
3856         /*
3857          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3858          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3859          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3860          */
3861
3862         sync_entity_load_avg(se);
3863
3864         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3865         ++cfs_rq->removed.nr;
3866         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3867         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3868         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
3869         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3870 }
3871
3872 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3873 {
3874         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
3875 }
3876
3877 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3878 {
3879         return cfs_rq->avg.load_avg;
3880 }
3881
3882 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3883
3884 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3885 {
3886         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3887 }
3888
3889 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3890 {
3891         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3892
3893         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3894 }
3895
3896 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3897 {
3898         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3899 }
3900
3901 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
3902 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3903 {
3904         return clamp(task_util_est(p),
3905                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
3906                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
3907 }
3908 #else
3909 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3910 {
3911         return task_util_est(p);
3912 }
3913 #endif
3914
3915 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3916                                     struct task_struct *p)
3917 {
3918         unsigned int enqueued;
3919
3920         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3921                 return;
3922
3923         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3924         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3925         enqueued += _task_util_est(p);
3926         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3927
3928         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3929 }
3930
3931 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3932                                     struct task_struct *p)
3933 {
3934         unsigned int enqueued;
3935
3936         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3937                 return;
3938
3939         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3940         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3941         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
3942         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3943
3944         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3945 }
3946
3947 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
3948
3949 /*
3950  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3951  * based on the observation that:
3952  *
3953  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3954  *
3955  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
3956  */
3957 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3958 {
3959         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3960 }
3961
3962 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
3963                                    struct task_struct *p,
3964                                    bool task_sleep)
3965 {
3966         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
3967         struct util_est ue;
3968
3969         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3970                 return;
3971
3972         /*
3973          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3974          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3975          */
3976         if (!task_sleep)
3977                 return;
3978
3979         /*
3980          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3981          * skip the util_est update.
3982          */
3983         ue = p->se.avg.util_est;
3984         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3985                 return;
3986
3987         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
3988
3989         /*
3990          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
3991          * to smooth utilization decreases.
3992          */
3993         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3994         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
3995                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
3996                         ue.ewma = ue.enqueued;
3997                         goto done;
3998                 }
3999         }
4000
4001         /*
4002          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4003          * already ~1% close to its last activation value.
4004          */
4005         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4006         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4007         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4008                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4009                         goto done;
4010
4011                 return;
4012         }
4013
4014         /*
4015          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4016          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4017          */
4018         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4019                 return;
4020
4021         /*
4022          * Update Task's estimated utilization
4023          *
4024          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4025          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4026          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4027          * Weighted Moving Average (EWMA):
4028          *
4029          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4030          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4031          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4032          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4033          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4034          *
4035          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4036          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4037          */
4038         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4039         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4040         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4041 done:
4042         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4043
4044         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4045 }
4046
4047 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
4048 {
4049         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
4050 }
4051
4052 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4053 {
4054         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
4055                 return;
4056
4057         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
4058                 rq->misfit_task_load = 0;
4059                 return;
4060         }
4061
4062         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
4063                 rq->misfit_task_load = 0;
4064                 return;
4065         }
4066
4067         /*
4068          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4069          * task_h_load() returns 0.
4070          */
4071         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4072 }
4073
4074 #else /* CONFIG_SMP */
4075
4076 #define UPDATE_TG       0x0
4077 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4078 #define DO_ATTACH       0x0
4079
4080 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4081 {
4082         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4083 }
4084
4085 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4086
4087 static inline void
4088 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4089 static inline void
4090 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4091
4092 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4093 {
4094         return 0;
4095 }
4096
4097 static inline void
4098 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4099
4100 static inline void
4101 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4102
4103 static inline void
4104 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4105                 bool task_sleep) {}
4106 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4107
4108 #endif /* CONFIG_SMP */
4109
4110 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4111 {
4112 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4113         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4114
4115         if (d < 0)
4116                 d = -d;
4117
4118         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4119                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4120 #endif
4121 }
4122
4123 static void
4124 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4125 {
4126         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4127
4128         /*
4129          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4130          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4131          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4132          * stays open at the end.
4133          */
4134         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4135                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4136
4137         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4138         if (!initial) {
4139                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
4140
4141                 /*
4142                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4143                  * for a gentler effect of sleepers:
4144                  */
4145                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4146                         thresh >>= 1;
4147
4148                 vruntime -= thresh;
4149         }
4150
4151         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4152         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4153 }
4154
4155 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4156
4157 static inline void check_schedstat_required(void)
4158 {
4159 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4160         if (schedstat_enabled())
4161                 return;
4162
4163         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
4164         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
4165                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
4166                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
4167                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
4168                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
4169                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
4170                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
4171                              "kernel parameter schedstats=enable or "
4172                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
4173         }
4174 #endif
4175 }
4176
4177 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4178
4179 /*
4180  * MIGRATION
4181  *
4182  *      dequeue
4183  *        update_curr()
4184  *          update_min_vruntime()
4185  *        vruntime -= min_vruntime
4186  *
4187  *      enqueue
4188  *        update_curr()
4189  *          update_min_vruntime()
4190  *        vruntime += min_vruntime
4191  *
4192  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4193  * min_vruntime are up-to-date.
4194  *
4195  * WAKEUP (remote)
4196  *
4197  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4198  *        vruntime -= min_vruntime
4199  *
4200  *      enqueue
4201  *        update_curr()
4202  *          update_min_vruntime()
4203  *        vruntime += min_vruntime
4204  *
4205  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4206  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4207  */
4208
4209 static void
4210 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4211 {
4212         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4213         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4214
4215         /*
4216          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4217          * update_curr().
4218          */
4219         if (renorm && curr)
4220                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4221
4222         update_curr(cfs_rq);
4223
4224         /*
4225          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4226          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4227          * placed in the past could significantly boost this task to the
4228          * fairness detriment of existing tasks.
4229          */
4230         if (renorm && !curr)
4231                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4232
4233         /*
4234          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4235          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4236          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4237          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4238          *     its group cfs_rq
4239          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4240          */
4241         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4242         se_update_runnable(se);
4243         update_cfs_group(se);
4244         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4245
4246         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4247                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4248
4249         check_schedstat_required();
4250         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4251         check_spread(cfs_rq, se);
4252         if (!curr)
4253                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4254         se->on_rq = 1;
4255
4256         /*
4257          * When bandwidth control is enabled, cfs might have been removed
4258          * because of a parent been throttled but cfs->nr_running > 1. Try to
4259          * add it unconditionally.
4260          */
4261         if (cfs_rq->nr_running == 1 || cfs_bandwidth_used())
4262                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4263
4264         if (cfs_rq->nr_running == 1)
4265                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4266 }
4267
4268 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4269 {
4270         for_each_sched_entity(se) {
4271                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4272                 if (cfs_rq->last != se)
4273                         break;
4274
4275                 cfs_rq->last = NULL;
4276         }
4277 }
4278
4279 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4280 {
4281         for_each_sched_entity(se) {
4282                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4283                 if (cfs_rq->next != se)
4284                         break;
4285
4286                 cfs_rq->next = NULL;
4287         }
4288 }
4289
4290 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4291 {
4292         for_each_sched_entity(se) {
4293                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4294                 if (cfs_rq->skip != se)
4295                         break;
4296
4297                 cfs_rq->skip = NULL;
4298         }
4299 }
4300
4301 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4302 {
4303         if (cfs_rq->last == se)
4304                 __clear_buddies_last(se);
4305
4306         if (cfs_rq->next == se)
4307                 __clear_buddies_next(se);
4308
4309         if (cfs_rq->skip == se)
4310                 __clear_buddies_skip(se);
4311 }
4312
4313 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4314
4315 static void
4316 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4317 {
4318         /*
4319          * Update run-time statistics of the 'current'.
4320          */
4321         update_curr(cfs_rq);
4322
4323         /*
4324          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4325          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4326          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4327          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4328          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4329          *     of its group cfs_rq.
4330          */
4331         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4332         se_update_runnable(se);
4333
4334         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4335
4336         clear_buddies(cfs_rq, se);
4337
4338         if (se != cfs_rq->curr)
4339                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4340         se->on_rq = 0;
4341         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4342
4343         /*
4344          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4345          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4346          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4347          * can move min_vruntime forward still more.
4348          */
4349         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4350                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4351
4352         /* return excess runtime on last dequeue */
4353         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4354
4355         update_cfs_group(se);
4356
4357         /*
4358          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4359          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4360          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4361          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4362          */
4363         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4364                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4365 }
4366
4367 /*
4368  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4369  */
4370 static void
4371 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4372 {
4373         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4374         struct sched_entity *se;
4375         s64 delta;
4376
4377         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4378         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4379         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4380                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4381                 /*
4382                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4383                  * re-elected due to buddy favours.
4384                  */
4385                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4386                 return;
4387         }
4388
4389         /*
4390          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4391          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4392          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4393          */
4394         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4395                 return;
4396
4397         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4398         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4399
4400         if (delta < 0)
4401                 return;
4402
4403         if (delta > ideal_runtime)
4404                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4405 }
4406
4407 static void
4408 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4409 {
4410         /* 'current' is not kept within the tree. */
4411         if (se->on_rq) {
4412                 /*
4413                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4414                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4415                  * runqueue.
4416                  */
4417                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4418                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4419                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4420         }
4421
4422         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4423         cfs_rq->curr = se;
4424
4425         /*
4426          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4427          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4428          * when there are only lesser-weight tasks around):
4429          */
4430         if (schedstat_enabled() &&
4431             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4432                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4433                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4434                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4435         }
4436
4437         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4438 }
4439
4440 static int
4441 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4442
4443 /*
4444  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4445  * 1) keep things fair between processes/task groups
4446  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4447  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4448  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4449  */
4450 static struct sched_entity *
4451 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4452 {
4453         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4454         struct sched_entity *se;
4455
4456         /*
4457          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4458          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4459          */
4460         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4461                 left = curr;
4462
4463         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4464
4465         /*
4466          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4467          * be done without getting too unfair.
4468          */
4469         if (cfs_rq->skip == se) {
4470                 struct sched_entity *second;
4471
4472                 if (se == curr) {
4473                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4474                 } else {
4475                         second = __pick_next_entity(se);
4476                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4477                                 second = curr;
4478                 }
4479
4480                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4481                         se = second;
4482         }
4483
4484         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4485                 /*
4486                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4487                  */
4488                 se = cfs_rq->next;
4489         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4490                 /*
4491                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4492                  */
4493                 se = cfs_rq->last;
4494         }
4495
4496         clear_buddies(cfs_rq, se);
4497
4498         return se;
4499 }
4500
4501 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4502
4503 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4504 {
4505         /*
4506          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4507          * was not called and update_curr() has to be done:
4508          */
4509         if (prev->on_rq)
4510                 update_curr(cfs_rq);
4511
4512         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4513         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4514
4515         check_spread(cfs_rq, prev);
4516
4517         if (prev->on_rq) {
4518                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4519                 /* Put 'current' back into the tree. */
4520                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4521                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4522                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4523         }
4524         cfs_rq->curr = NULL;
4525 }
4526
4527 static void
4528 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4529 {
4530         /*
4531          * Update run-time statistics of the 'current'.
4532          */
4533         update_curr(cfs_rq);
4534
4535         /*
4536          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4537          */
4538         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4539         update_cfs_group(curr);
4540
4541 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4542         /*
4543          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4544          * validating it and just reschedule.
4545          */
4546         if (queued) {
4547                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4548                 return;
4549         }
4550         /*
4551          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4552          */
4553         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4554                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4555                 return;
4556 #endif
4557
4558         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4559                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4560 }
4561
4562
4563 /**************************************************
4564  * CFS bandwidth control machinery
4565  */
4566
4567 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4568
4569 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4570 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4571
4572 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4573 {
4574         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4575 }
4576
4577 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4578 {
4579         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4580 }
4581
4582 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4583 {
4584         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4585 }
4586 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4587 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4588 {
4589         return true;
4590 }
4591
4592 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4593 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4594 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4595
4596 /*
4597  * default period for cfs group bandwidth.
4598  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4599  */
4600 static inline u64 default_cfs_period(void)
4601 {
4602         return 100000000ULL;
4603 }
4604
4605 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4606 {
4607         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4608 }
4609
4610 /*
4611  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4612  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4613  * around rq->lock.
4614  *
4615  * requires cfs_b->lock
4616  */
4617 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4618 {
4619         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF)
4620                 cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4621 }
4622
4623 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4624 {
4625         return &tg->cfs_bandwidth;
4626 }
4627
4628 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4629 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4630                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4631 {
4632         u64 min_amount, amount = 0;
4633
4634         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4635
4636         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4637         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4638
4639         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4640                 amount = min_amount;
4641         else {
4642                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4643
4644                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4645                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4646                         cfs_b->runtime -= amount;
4647                         cfs_b->idle = 0;
4648                 }
4649         }
4650
4651         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4652
4653         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4654 }
4655
4656 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4657 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4658 {
4659         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4660         int ret;
4661
4662         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4663         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4664         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4665
4666         return ret;
4667 }
4668
4669 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4670 {
4671         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4672         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4673
4674         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4675                 return;
4676
4677         if (cfs_rq->throttled)
4678                 return;
4679         /*
4680          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4681          * hierarchy can be throttled
4682          */
4683         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4684                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4685 }
4686
4687 static __always_inline
4688 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4689 {
4690         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4691                 return;
4692
4693         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4694 }
4695
4696 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4697 {
4698         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4699 }
4700
4701 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4702 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4703 {
4704         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4705 }
4706
4707 /*
4708  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4709  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4710  * load-balance operations.
4711  */
4712 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4713                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4714 {
4715         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4716
4717         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4718         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4719
4720         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4721                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4722 }
4723
4724 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4725 {
4726         struct rq *rq = data;
4727         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4728
4729         cfs_rq->throttle_count--;
4730         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4731                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4732                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4733
4734                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4735                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4736                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4737         }
4738
4739         return 0;
4740 }
4741
4742 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4743 {
4744         struct rq *rq = data;
4745         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4746
4747         /* group is entering throttled state, stop time */
4748         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4749                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4750                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4751         }
4752         cfs_rq->throttle_count++;
4753
4754         return 0;
4755 }
4756
4757 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4758 {
4759         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4760         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4761         struct sched_entity *se;
4762         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4763
4764         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4765         /* This will start the period timer if necessary */
4766         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4767                 /*
4768                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4769                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4770                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4771                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4772                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4773                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4774                  */
4775                 dequeue = 0;
4776         } else {
4777                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
4778                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4779         }
4780         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4781
4782         if (!dequeue)
4783                 return false;  /* Throttle no longer required. */
4784
4785         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4786
4787         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4788         rcu_read_lock();
4789         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4790         rcu_read_unlock();
4791
4792         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4793         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4794         for_each_sched_entity(se) {
4795                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4796                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4797                 if (!se->on_rq)
4798                         goto done;
4799
4800                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4801
4802                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4803                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4804
4805                 if (qcfs_rq->load.weight) {
4806                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4807                         se = parent_entity(se);
4808                         break;
4809                 }
4810         }
4811
4812         for_each_sched_entity(se) {
4813                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4814                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4815                 if (!se->on_rq)
4816                         goto done;
4817
4818                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
4819                 se_update_runnable(se);
4820
4821                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4822                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4823         }
4824
4825         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4826         sub_nr_running(rq, task_delta);
4827
4828 done:
4829         /*
4830          * Note: distribution will already see us throttled via the
4831          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
4832          */
4833         cfs_rq->throttled = 1;
4834         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4835         return true;
4836 }
4837
4838 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4839 {
4840         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4841         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4842         struct sched_entity *se;
4843         long task_delta, idle_task_delta;
4844
4845         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4846
4847         cfs_rq->throttled = 0;
4848
4849         update_rq_clock(rq);
4850
4851         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4852         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4853         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4854         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4855
4856         /* update hierarchical throttle state */
4857         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4858
4859         if (!cfs_rq->load.weight)
4860                 return;
4861
4862         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4863         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4864         for_each_sched_entity(se) {
4865                 if (se->on_rq)
4866                         break;
4867                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4868                 enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4869
4870                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4871                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4872
4873                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4874                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4875                         goto unthrottle_throttle;
4876         }
4877
4878         for_each_sched_entity(se) {
4879                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4880
4881                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4882                 se_update_runnable(se);
4883
4884                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4885                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4886
4887
4888                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4889                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4890                         goto unthrottle_throttle;
4891
4892                 /*
4893                  * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
4894                  * list. Add it back to not break the leaf list.
4895                  */
4896                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4897                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4898         }
4899
4900         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4901         add_nr_running(rq, task_delta);
4902
4903 unthrottle_throttle:
4904         /*
4905          * The cfs_rq_throttled() breaks in the above iteration can result in
4906          * incomplete leaf list maintenance, resulting in triggering the
4907          * assertion below.
4908          */
4909         for_each_sched_entity(se) {
4910                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4911
4912                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
4913                         break;
4914         }
4915
4916         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4917
4918         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4919         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4920                 resched_curr(rq);
4921 }
4922
4923 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4924 {
4925         struct cfs_rq *cfs_rq;
4926         u64 runtime, remaining = 1;
4927
4928         rcu_read_lock();
4929         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4930                                 throttled_list) {
4931                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4932                 struct rq_flags rf;
4933
4934                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4935                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4936                         goto next;
4937
4938                 /* By the above check, this should never be true */
4939                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4940
4941                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4942                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4943                 if (runtime > cfs_b->runtime)
4944                         runtime = cfs_b->runtime;
4945                 cfs_b->runtime -= runtime;
4946                 remaining = cfs_b->runtime;
4947                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4948
4949                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4950
4951                 /* we check whether we're throttled above */
4952                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4953                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4954
4955 next:
4956                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4957
4958                 if (!remaining)
4959                         break;
4960         }
4961         rcu_read_unlock();
4962 }
4963
4964 /*
4965  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4966  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4967  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4968  * used to track this state.
4969  */
4970 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4971 {
4972         int throttled;
4973
4974         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4975         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4976                 goto out_deactivate;
4977
4978         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4979         cfs_b->nr_periods += overrun;
4980
4981         /*
4982          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4983          * we're going inactive then everything else can be deferred
4984          */
4985         if (cfs_b->idle && !throttled)
4986                 goto out_deactivate;
4987
4988         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4989
4990         if (!throttled) {
4991                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4992                 cfs_b->idle = 1;
4993                 return 0;
4994         }
4995
4996         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4997         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4998
4999         /*
5000          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
5001          */
5002         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
5003                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5004                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
5005                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5006                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5007
5008                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5009         }
5010
5011         /*
5012          * While we are ensured activity in the period following an
5013          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
5014          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
5015          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
5016          */
5017         cfs_b->idle = 0;
5018
5019         return 0;
5020
5021 out_deactivate:
5022         return 1;
5023 }
5024
5025 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
5026 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
5027 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5028 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5029 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5030 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5031
5032 /*
5033  * Are we near the end of the current quota period?
5034  *
5035  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5036  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5037  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5038  */
5039 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5040 {
5041         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5042         u64 remaining;
5043
5044         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5045         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5046                 return 1;
5047
5048         /* is a quota refresh about to occur? */
5049         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5050         if (remaining < min_expire)
5051                 return 1;
5052
5053         return 0;
5054 }
5055
5056 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5057 {
5058         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5059
5060         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5061         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5062                 return;
5063
5064         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5065         if (cfs_b->slack_started)
5066                 return;
5067         cfs_b->slack_started = true;
5068
5069         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5070                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5071                         HRTIMER_MODE_REL);
5072 }
5073
5074 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5075 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5076 {
5077         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5078         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5079
5080         if (slack_runtime <= 0)
5081                 return;
5082
5083         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5084         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5085                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5086
5087                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5088                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5089                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5090                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5091         }
5092         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5093
5094         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5095         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5096 }
5097
5098 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5099 {
5100         if (!cfs_bandwidth_used())
5101                 return;
5102
5103         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5104                 return;
5105
5106         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5107 }
5108
5109 /*
5110  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5111  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5112  */
5113 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5114 {
5115         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5116         unsigned long flags;
5117
5118         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5119         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5120         cfs_b->slack_started = false;
5121
5122         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5123                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5124                 return;
5125         }
5126
5127         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5128                 runtime = cfs_b->runtime;
5129
5130         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5131
5132         if (!runtime)
5133                 return;
5134
5135         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5136 }
5137
5138 /*
5139  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5140  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5141  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
5142  */
5143 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5144 {
5145         if (!cfs_bandwidth_used())
5146                 return;
5147
5148         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5149         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5150                 return;
5151
5152         /* ensure the group is not already throttled */
5153         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5154                 return;
5155
5156         /* update runtime allocation */
5157         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5158         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5159                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5160 }
5161
5162 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5163 {
5164         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5165
5166         if (!cfs_bandwidth_used())
5167                 return;
5168
5169         if (!tg->parent)
5170                 return;
5171
5172         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5173         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5174
5175         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5176         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
5177 }
5178
5179 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5180 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5181 {
5182         if (!cfs_bandwidth_used())
5183                 return false;
5184
5185         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5186                 return false;
5187
5188         /*
5189          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5190          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5191          */
5192         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5193                 return true;
5194
5195         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5196 }
5197
5198 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5199 {
5200         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5201                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5202
5203         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5204
5205         return HRTIMER_NORESTART;
5206 }
5207
5208 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5209
5210 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5211 {
5212         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5213                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5214         unsigned long flags;
5215         int overrun;
5216         int idle = 0;
5217         int count = 0;
5218
5219         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5220         for (;;) {
5221                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5222                 if (!overrun)
5223                         break;
5224
5225                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5226
5227                 if (++count > 3) {
5228                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5229
5230                         /*
5231                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5232                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5233                          * to fail.
5234                          */
5235                         new = old * 2;
5236                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5237                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5238                                 cfs_b->quota *= 2;
5239
5240                                 pr_warn_ratelimited(
5241         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5242                                         smp_processor_id(),
5243                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5244                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5245                         } else {
5246                                 pr_warn_ratelimited(
5247         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5248                                         smp_processor_id(),
5249                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5250                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5251                         }
5252
5253                         /* reset count so we don't come right back in here */
5254                         count = 0;
5255                 }
5256         }
5257         if (idle)
5258                 cfs_b->period_active = 0;
5259         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5260
5261         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5262 }
5263
5264 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5265 {
5266         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5267         cfs_b->runtime = 0;
5268         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5269         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5270
5271         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5272         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5273         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5274         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5275         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5276         cfs_b->slack_started = false;
5277 }
5278
5279 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5280 {
5281         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5282         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5283 }
5284
5285 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5286 {
5287         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5288
5289         if (cfs_b->period_active)
5290                 return;
5291
5292         cfs_b->period_active = 1;
5293         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5294         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5295 }
5296
5297 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5298 {
5299         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5300         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5301                 return;
5302
5303         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5304         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5305 }
5306
5307 /*
5308  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5309  *
5310  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5311  * bits doesn't do much.
5312  */
5313
5314 /* cpu online callback */
5315 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5316 {
5317         struct task_group *tg;
5318
5319         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5320
5321         rcu_read_lock();
5322         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5323                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5324                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5325
5326                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5327                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5328                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5329         }
5330         rcu_read_unlock();
5331 }
5332
5333 /* cpu offline callback */
5334 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5335 {
5336         struct task_group *tg;
5337
5338         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5339
5340         rcu_read_lock();
5341         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5342                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5343
5344                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5345                         continue;
5346
5347                 /*
5348                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5349                  * there's some valid quota amount
5350                  */
5351                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5352                 /*
5353                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5354                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5355                  */
5356                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5357
5358                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5359                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5360         }
5361         rcu_read_unlock();
5362 }
5363
5364 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5365
5366 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5367 {
5368         return false;
5369 }
5370
5371 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5372 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5373 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5374 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5375 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5376
5377 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5378 {
5379         return 0;
5380 }
5381
5382 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5383 {
5384         return 0;
5385 }
5386
5387 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5388                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5389 {
5390         return 0;
5391 }
5392
5393 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5394
5395 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5396 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5397 #endif
5398
5399 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5400 {
5401         return NULL;
5402 }
5403 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5404 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5405 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5406
5407 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5408
5409 /**************************************************
5410  * CFS operations on tasks:
5411  */
5412
5413 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5414 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5415 {
5416         struct sched_entity *se = &p->se;
5417         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5418
5419         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5420
5421         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5422                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5423                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5424                 s64 delta = slice - ran;
5425
5426                 if (delta < 0) {
5427                         if (task_current(rq, p))
5428                                 resched_curr(rq);
5429                         return;
5430                 }
5431                 hrtick_start(rq, delta);
5432         }
5433 }
5434
5435 /*
5436  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5437  * current task is from our class and nr_running is low enough
5438  * to matter.
5439  */
5440 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5441 {
5442         struct task_struct *curr = rq->curr;
5443
5444         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5445                 return;
5446
5447         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5448                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5449 }
5450 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5451 static inline void
5452 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5453 {
5454 }
5455
5456 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5457 {
5458 }
5459 #endif
5460
5461 #ifdef CONFIG_SMP
5462 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5463
5464 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5465 {
5466         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5467 }
5468
5469 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5470 {
5471         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5472                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5473                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5474         }
5475 }
5476 #else
5477 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5478 #endif
5479
5480 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5481 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5482 {
5483         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5484                         rq->nr_running);
5485 }
5486
5487 #ifdef CONFIG_SMP
5488 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5489 {
5490         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5491 }
5492 #endif
5493
5494 /*
5495  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5496  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5497  * then put the task into the rbtree:
5498  */
5499 static void
5500 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5501 {
5502         struct cfs_rq *cfs_rq;
5503         struct sched_entity *se = &p->se;
5504         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5505         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5506
5507         /*
5508          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5509          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5510          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5511          * estimated utilization, before we update schedutil.
5512          */
5513         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5514
5515         /*
5516          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5517          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5518          * passed.
5519          */
5520         if (p->in_iowait)
5521                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5522
5523         for_each_sched_entity(se) {
5524                 if (se->on_rq)
5525                         break;
5526                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5527                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5528
5529                 cfs_rq->h_nr_running++;
5530                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5531
5532                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5533                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5534                         goto enqueue_throttle;
5535
5536                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5537         }
5538
5539         for_each_sched_entity(se) {
5540                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5541
5542                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5543                 se_update_runnable(se);
5544                 update_cfs_group(se);
5545
5546                 cfs_rq->h_nr_running++;
5547                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5548
5549                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5550                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5551                         goto enqueue_throttle;
5552
5553                /*
5554                 * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5555                 * list. Add it back to not break the leaf list.
5556                 */
5557                if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5558                        list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5559         }
5560
5561         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5562         add_nr_running(rq, 1);
5563
5564         /*
5565          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5566          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5567          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5568          * result in the load balancer ruining all the task placement
5569          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5570          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5571          * overutilized flag detection.
5572          *
5573          * A better way of solving this problem would be to wait for
5574          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5575          * into account, but that is not straightforward to implement,
5576          * and the following generally works well enough in practice.
5577          */
5578         if (!task_new)
5579                 update_overutilized_status(rq);
5580
5581 enqueue_throttle:
5582         if (cfs_bandwidth_used()) {
5583                 /*
5584                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5585                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5586                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5587                  * below.
5588                  */
5589                 for_each_sched_entity(se) {
5590                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5591
5592                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5593                                 break;
5594                 }
5595         }
5596
5597         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5598
5599         hrtick_update(rq);
5600 }
5601
5602 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5603
5604 /*
5605  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5606  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5607  * update the fair scheduling stats:
5608  */
5609 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5610 {
5611         struct cfs_rq *cfs_rq;
5612         struct sched_entity *se = &p->se;
5613         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5614         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5615         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5616
5617         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
5618
5619         for_each_sched_entity(se) {
5620                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5621                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5622
5623                 cfs_rq->h_nr_running--;
5624                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5625
5626                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5627                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5628                         goto dequeue_throttle;
5629
5630                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5631                 if (cfs_rq->load.weight) {
5632                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5633                         se = parent_entity(se);
5634                         /*
5635                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5636                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5637                          */
5638                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5639                                 set_next_buddy(se);
5640                         break;
5641                 }
5642                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5643         }
5644
5645         for_each_sched_entity(se) {
5646                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5647
5648                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5649                 se_update_runnable(se);
5650                 update_cfs_group(se);
5651
5652                 cfs_rq->h_nr_running--;
5653                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5654
5655                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5656                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5657                         goto dequeue_throttle;
5658
5659         }
5660
5661         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5662         sub_nr_running(rq, 1);
5663
5664         /* balance early to pull high priority tasks */
5665         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5666                 rq->next_balance = jiffies;
5667
5668 dequeue_throttle:
5669         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
5670         hrtick_update(rq);
5671 }
5672
5673 #ifdef CONFIG_SMP
5674
5675 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5676 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5677 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5678
5679 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5680
5681 static struct {
5682         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5683         atomic_t nr_cpus;
5684         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5685         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5686         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5687 } nohz ____cacheline_aligned;
5688
5689 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5690
5691 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5692 {
5693         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5694 }
5695
5696 /*
5697  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5698  * @cpu: the CPU which load is requested
5699  * @p: the task which load should be discounted
5700  *
5701  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5702  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5703  * CPU.
5704  *
5705  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5706  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5707  * load.
5708  */
5709 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5710 {
5711         struct cfs_rq *cfs_rq;
5712         unsigned int load;
5713
5714         /* Task has no contribution or is new */
5715         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5716                 return cpu_load(rq);
5717
5718         cfs_rq = &rq->cfs;
5719         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5720
5721         /* Discount task's util from CPU's util */
5722         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5723
5724         return load;
5725 }
5726
5727 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5728 {
5729         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5730 }
5731
5732 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5733 {
5734         struct cfs_rq *cfs_rq;
5735         unsigned int runnable;
5736
5737         /* Task has no contribution or is new */
5738         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5739                 return cpu_runnable(rq);
5740
5741         cfs_rq = &rq->cfs;
5742         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5743
5744         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5745         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5746
5747         return runnable;
5748 }
5749
5750 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5751 {
5752         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5753 }
5754
5755 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5756 {
5757         /*
5758          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5759          * jiffy will not have built up many flips.
5760          */
5761         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5762                 current->wakee_flips >>= 1;
5763                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5764         }
5765
5766         if (current->last_wakee != p) {
5767                 current->last_wakee = p;
5768                 current->wakee_flips++;
5769         }
5770 }
5771
5772 /*
5773  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5774  *
5775  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5776  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5777  *
5778  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5779  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5780  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5781  *
5782  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5783  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5784  *
5785  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5786  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5787  * socket size.
5788  */
5789 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5790 {
5791         unsigned int master = current->wakee_flips;
5792         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5793         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
5794
5795         if (master < slave)
5796                 swap(master, slave);
5797         if (slave < factor || master < slave * factor)
5798                 return 0;
5799         return 1;
5800 }
5801
5802 /*
5803  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5804  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5805  * CPU.
5806  *
5807  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5808  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5809  *
5810  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5811  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5812  *                        for the overloaded case.
5813  */
5814 static int
5815 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5816 {
5817         /*
5818          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5819          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5820          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5821          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5822          *
5823          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5824          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5825          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5826          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5827          * on one CPU.
5828          */
5829         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5830                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5831
5832         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5833                 return this_cpu;
5834
5835         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
5836                 return prev_cpu;
5837
5838         return nr_cpumask_bits;
5839 }
5840
5841 static int
5842 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5843                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5844 {
5845         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5846         unsigned long task_load;
5847
5848         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
5849
5850         if (sync) {
5851                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5852
5853                 if (current_load > this_eff_load)
5854                         return this_cpu;
5855
5856                 this_eff_load -= current_load;
5857         }
5858
5859         task_load = task_h_load(p);
5860
5861         this_eff_load += task_load;
5862         if (sched_feat(WA_BIAS))
5863                 this_eff_load *= 100;
5864         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5865
5866         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
5867         prev_eff_load -= task_load;
5868         if (sched_feat(WA_BIAS))
5869                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5870         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5871
5872         /*
5873          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5874          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5875          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5876          * idle.
5877          */
5878         if (sync)
5879                 prev_eff_load += 1;
5880
5881         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5882 }
5883
5884 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5885                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5886 {
5887         int target = nr_cpumask_bits;
5888
5889         if (sched_feat(WA_IDLE))
5890                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5891
5892         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5893                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5894
5895         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5896         if (target == nr_cpumask_bits)
5897                 return prev_cpu;
5898
5899         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5900         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5901         return target;
5902 }
5903
5904 static struct sched_group *
5905 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
5906
5907 /*
5908  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5909  */
5910 static int
5911 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5912 {
5913         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5914         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5915         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5916         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5917         int shallowest_idle_cpu = -1;
5918         int i;
5919
5920         /* Check if we have any choice: */
5921         if (group->group_weight == 1)
5922                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5923
5924         /* Traverse only the allowed CPUs */
5925         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5926                 if (sched_idle_cpu(i))
5927                         return i;
5928
5929                 if (available_idle_cpu(i)) {
5930                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5931                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5932                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5933                                 /*
5934                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5935                                  * has the smallest exit latency irrespective
5936                                  * of any idle timestamp.
5937                                  */
5938                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5939                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5940                                 shallowest_idle_cpu = i;
5941                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5942                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5943                                 /*
5944                                  * If equal or no active idle state, then
5945                                  * the most recently idled CPU might have
5946                                  * a warmer cache.
5947                                  */
5948                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5949                                 shallowest_idle_cpu = i;
5950                         }
5951                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5952                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
5953                         if (load < min_load) {
5954                                 min_load = load;
5955                                 least_loaded_cpu = i;
5956                         }
5957                 }
5958         }
5959
5960         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5961 }
5962
5963 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5964                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5965 {
5966         int new_cpu = cpu;
5967
5968         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5969                 return prev_cpu;
5970
5971         /*
5972          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
5973          * prev_cpu's last_update_time.
5974          */
5975         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5976                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5977
5978         while (sd) {
5979                 struct sched_group *group;
5980                 struct sched_domain *tmp;
5981                 int weight;
5982
5983                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5984                         sd = sd->child;
5985                         continue;
5986                 }
5987
5988                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
5989                 if (!group) {
5990                         sd = sd->child;
5991                         continue;
5992                 }
5993
5994                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5995                 if (new_cpu == cpu) {
5996                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5997                         sd = sd->child;
5998                         continue;
5999                 }
6000
6001                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
6002                 cpu = new_cpu;
6003                 weight = sd->span_weight;
6004                 sd = NULL;
6005                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6006                         if (weight <= tmp->span_weight)
6007                                 break;
6008                         if (tmp->flags & sd_flag)
6009                                 sd = tmp;
6010                 }
6011         }
6012
6013         return new_cpu;
6014 }
6015
6016 static inline int __select_idle_cpu(int cpu)
6017 {
6018         if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6019                 return cpu;
6020
6021         return -1;
6022 }
6023
6024 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6025 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
6026 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
6027
6028 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6029 {
6030         struct sched_domain_shared *sds;
6031
6032         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6033         if (sds)
6034                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
6035 }
6036
6037 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6038 {
6039         struct sched_domain_shared *sds;
6040
6041         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6042         if (sds)
6043                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6044
6045         return def;
6046 }
6047
6048 /*
6049  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6050  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6051  *
6052  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6053  * state should be fairly cheap.
6054  */
6055 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6056 {
6057         int core = cpu_of(rq);
6058         int cpu;
6059
6060         rcu_read_lock();
6061         if (test_idle_cores(core, true))
6062                 goto unlock;
6063
6064         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6065                 if (cpu == core)
6066                         continue;
6067
6068                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6069                         goto unlock;
6070         }
6071
6072         set_idle_cores(core, 1);
6073 unlock:
6074         rcu_read_unlock();
6075 }
6076
6077 /*
6078  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6079  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6080  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6081  */
6082 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6083 {
6084         bool idle = true;
6085         int cpu;
6086
6087         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6088                 return __select_idle_cpu(core);
6089
6090         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6091                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6092                         idle = false;
6093                         if (*idle_cpu == -1) {
6094                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
6095                                         *idle_cpu = cpu;
6096                                         break;
6097                                 }
6098                                 continue;
6099                         }
6100                         break;
6101                 }
6102                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6103                         *idle_cpu = cpu;
6104         }
6105
6106         if (idle)
6107                 return core;
6108
6109         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6110         return -1;
6111 }
6112
6113 /*
6114  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6115  */
6116 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6117 {
6118         int cpu;
6119
6120         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6121                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
6122                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6123                         continue;
6124                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6125                         return cpu;
6126         }
6127
6128         return -1;
6129 }
6130
6131 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6132
6133 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6134 {
6135 }
6136
6137 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6138 {
6139         return def;
6140 }
6141
6142 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6143 {
6144         return __select_idle_cpu(core);
6145 }
6146
6147 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6148 {
6149         return -1;
6150 }
6151
6152 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6153
6154 /*
6155  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6156  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6157  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6158  */
6159 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
6160 {
6161         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6162         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
6163         int this = smp_processor_id();
6164         struct sched_domain *this_sd;
6165         u64 time;
6166
6167         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6168         if (!this_sd)
6169                 return -1;
6170
6171         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6172
6173         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6174                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
6175
6176                 /*
6177                  * Due to large variance we need a large fuzz factor;
6178                  * hackbench in particularly is sensitive here.
6179                  */
6180                 avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6181                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6182
6183                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6184                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6185                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6186                 else
6187                         nr = 4;
6188
6189                 time = cpu_clock(this);
6190         }
6191
6192         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6193                 if (has_idle_core) {
6194                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
6195                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6196                                 return i;
6197
6198                 } else {
6199                         if (!--nr)
6200                                 return -1;
6201                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu);
6202                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
6203                                 break;
6204                 }
6205         }
6206
6207         if (has_idle_core)
6208                 set_idle_cores(this, false);
6209
6210         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6211                 time = cpu_clock(this) - time;
6212                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6213         }
6214
6215         return idle_cpu;
6216 }
6217
6218 /*
6219  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6220  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6221  * maximize capacity.
6222  */
6223 static int
6224 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6225 {
6226         unsigned long task_util, best_cap = 0;
6227         int cpu, best_cpu = -1;
6228         struct cpumask *cpus;
6229
6230         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6231         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6232
6233         task_util = uclamp_task_util(p);
6234
6235         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6236                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6237
6238                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6239                         continue;
6240                 if (fits_capacity(task_util, cpu_cap))
6241                         return cpu;
6242
6243                 if (cpu_cap > best_cap) {
6244                         best_cap = cpu_cap;
6245                         best_cpu = cpu;
6246                 }
6247         }
6248
6249         return best_cpu;
6250 }
6251
6252 static inline bool asym_fits_capacity(int task_util, int cpu)
6253 {
6254         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6255                 return fits_capacity(task_util, capacity_of(cpu));
6256
6257         return true;
6258 }
6259
6260 /*
6261  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6262  */
6263 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6264 {
6265         bool has_idle_core = false;
6266         struct sched_domain *sd;
6267         unsigned long task_util;
6268         int i, recent_used_cpu;
6269
6270         /*
6271          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6272          * that the task fits with cpu's capacity.
6273          */
6274         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6275                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6276                 task_util = uclamp_task_util(p);
6277         }
6278
6279         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6280             asym_fits_capacity(task_util, target))
6281                 return target;
6282
6283         /*
6284          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6285          */
6286         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6287             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6288             asym_fits_capacity(task_util, prev))
6289                 return prev;
6290
6291         /*
6292          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6293          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6294          * The assumption is that the wakee queued work for the
6295          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6296          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6297          * pattern is IO completions.
6298          */
6299         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6300             prev == smp_processor_id() &&
6301             this_rq()->nr_running <= 1) {
6302                 return prev;
6303         }
6304
6305         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6306         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6307         if (recent_used_cpu != prev &&
6308             recent_used_cpu != target &&
6309             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6310             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6311             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6312             asym_fits_capacity(task_util, recent_used_cpu)) {
6313                 /*
6314                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6315                  * candidate for the next wake:
6316                  */
6317                 p->recent_used_cpu = prev;
6318                 return recent_used_cpu;
6319         }
6320
6321         /*
6322          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6323          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6324          */
6325         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6326                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6327                 /*
6328                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6329                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6330                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6331                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6332                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6333                  * capacity path.
6334                  */
6335                 if (sd) {
6336                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6337                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6338                 }
6339         }
6340
6341         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6342         if (!sd)
6343                 return target;
6344
6345         if (sched_smt_active()) {
6346                 has_idle_core = test_idle_cores(target, false);
6347
6348                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
6349                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
6350                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6351                                 return i;
6352                 }
6353         }
6354
6355         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
6356         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6357                 return i;
6358
6359         return target;
6360 }
6361
6362 /**
6363  * cpu_util - Estimates the amount of capacity of a CPU used by CFS tasks.
6364  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6365  *
6366  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6367  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6368  * (ie cpu_capacity).
6369  *
6370  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6371  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6372  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6373  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6374  * (arch_scale_freq_capacity()).
6375  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6376  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6377  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6378  *
6379  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6380  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6381  * currently RUNNABLE on that CPU.
6382  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6383  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6384  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6385  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6386  *
6387  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6388  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6389  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6390  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6391  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6392  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6393  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6394  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6395  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6396  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6397  *
6398  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6399  */
6400 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6401 {
6402         struct cfs_rq *cfs_rq;
6403         unsigned int util;
6404
6405         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6406         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6407
6408         if (sched_feat(UTIL_EST))
6409                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6410
6411         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6412 }
6413
6414 /*
6415  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6416  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6417  * @p: the task which utilization should be discounted
6418  *
6419  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6420  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6421  * execution on that CPU.
6422  *
6423  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6424  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6425  * contributing to the CPU utilization.
6426  */
6427 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6428 {
6429         struct cfs_rq *cfs_rq;
6430         unsigned int util;
6431
6432         /* Task has no contribution or is new */
6433         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6434                 return cpu_util(cpu);
6435
6436         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6437         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6438
6439         /* Discount task's util from CPU's util */
6440         lsub_positive(&util, task_util(p));
6441
6442         /*
6443          * Covered cases:
6444          *
6445          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6446          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6447          *    and thus we return:
6448          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6449          *
6450          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6451          *    IDLE, then:
6452          *      cpu_util >= task_util
6453          *      cpu_util > util_est (== 0)
6454          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6455          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6456          *
6457          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6458          *      util_est > cpu_util
6459          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6460          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6461          *    considering the expected utilization of tasks already
6462          *    runnable on that CPU.
6463          *
6464          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6465          * covered by the following code when estimated utilization is
6466          * enabled.
6467          */
6468         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6469                 unsigned int estimated =
6470                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6471
6472                 /*
6473                  * Despite the following checks we still have a small window
6474                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6475                  * races with LB's detach_task():
6476                  *
6477                  *   detach_task()
6478                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6479                  *     ---------------------------------- A
6480                  *     deactivate_task()                   \
6481                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6482                  *         util_est_dequeue()              /
6483                  *     ---------------------------------- B
6484                  *
6485                  * The additional check on "current == p" it's required to
6486                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6487                  * reducing the chances for the above race.
6488                  */
6489                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6490                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6491
6492                 util = max(util, estimated);
6493         }
6494
6495         /*
6496          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6497          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6498          * the cpu_util call.
6499          */
6500         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6501 }
6502
6503 /*
6504  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6505  * to @dst_cpu.
6506  */
6507 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6508 {
6509         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6510         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6511
6512         /*
6513          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6514          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6515          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6516          * util_avg should already be correct.
6517          */
6518         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6519                 lsub_positive(&util, task_util(p));
6520         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6521                 util += task_util(p);
6522
6523         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6524                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6525
6526                 /*
6527                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6528                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6529                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6530                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6531                  */
6532                 if (dst_cpu == cpu)
6533                         util_est += _task_util_est(p);
6534
6535                 util = max(util, util_est);
6536         }
6537
6538         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6539 }
6540
6541 /*
6542  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6543  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6544  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6545  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6546  * task.
6547  */
6548 static long
6549 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6550 {
6551         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6552         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6553         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6554         int cpu;
6555
6556         /*
6557          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6558          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6559          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6560          * instead of the rd span.
6561          *
6562          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6563          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6564          */
6565         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6566                 unsigned long util_freq = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6567                 unsigned long cpu_util, util_running = util_freq;
6568                 struct task_struct *tsk = NULL;
6569
6570                 /*
6571                  * When @p is placed on @cpu:
6572                  *
6573                  * util_running = max(cpu_util, cpu_util_est) +
6574                  *                max(task_util, _task_util_est)
6575                  *
6576                  * while cpu_util_next is: max(cpu_util + task_util,
6577                  *                             cpu_util_est + _task_util_est)
6578                  */
6579                 if (cpu == dst_cpu) {
6580                         tsk = p;
6581                         util_running =
6582                                 cpu_util_next(cpu, p, -1) + task_util_est(p);
6583                 }
6584
6585                 /*
6586                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6587                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6588                  * is already enough to scale the EM reported power
6589                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6590                  */
6591                 sum_util += effective_cpu_util(cpu, util_running, cpu_cap,
6592                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6593
6594                 /*
6595                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6596                  * must be considered since it affects the selection
6597                  * of the performance domain frequency.
6598                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6599                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6600                  */
6601                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_freq, cpu_cap,
6602                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6603                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6604         }
6605
6606         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6607 }
6608
6609 /*
6610  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6611  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6612  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6613  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6614  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6615  *
6616  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6617  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6618  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6619  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6620  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6621  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6622  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6623  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6624  * the best candidates of the performance domain.
6625  *
6626  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6627  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6628  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6629  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6630  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6631  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6632  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6633  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6634  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6635  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6636  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6637  *
6638  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6639  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6640  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6641  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6642  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6643  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6644  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6645  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6646  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6647  */
6648 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6649 {
6650         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6651         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6652         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6653         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6654         struct sched_domain *sd;
6655         struct perf_domain *pd;
6656
6657         rcu_read_lock();
6658         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6659         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6660                 goto fail;
6661
6662         /*
6663          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6664          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6665          */
6666         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6667         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6668                 sd = sd->parent;
6669         if (!sd)
6670                 goto fail;
6671
6672         sync_entity_load_avg(&p->se);
6673         if (!task_util_est(p))
6674                 goto unlock;
6675
6676         for (; pd; pd = pd->next) {
6677                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6678                 unsigned long base_energy_pd;
6679                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6680
6681                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6682                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6683                 base_energy += base_energy_pd;
6684
6685                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6686                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6687                                 continue;
6688
6689                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6690                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6691                         spare_cap = cpu_cap;
6692                         lsub_positive(&spare_cap, util);
6693
6694                         /*
6695                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6696                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6697                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6698                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6699                          * aligned with sched_cpu_util().
6700                          */
6701                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6702                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6703                                 continue;
6704
6705                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6706                         if (cpu == prev_cpu) {
6707                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6708                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6709                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6710                         }
6711
6712                         /*
6713                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6714                          * the performance domain
6715                          */
6716                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6717                                 max_spare_cap = spare_cap;
6718                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6719                         }
6720                 }
6721
6722                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6723                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap_cpu != prev_cpu) {
6724                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6725                         cur_delta -= base_energy_pd;
6726                         if (cur_delta < best_delta) {
6727                                 best_delta = cur_delta;
6728                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6729                         }
6730                 }
6731         }
6732 unlock:
6733         rcu_read_unlock();
6734
6735         /*
6736          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6737          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6738          */
6739         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6740                 return best_energy_cpu;
6741
6742         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6743                 return best_energy_cpu;
6744
6745         return prev_cpu;
6746
6747 fail:
6748         rcu_read_unlock();
6749
6750         return -1;
6751 }
6752
6753 /*
6754  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6755  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6756  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6757  *
6758  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6759  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6760  *
6761  * Returns the target CPU number.
6762  *
6763  * preempt must be disabled.
6764  */
6765 static int
6766 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
6767 {
6768         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6769         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6770         int cpu = smp_processor_id();
6771         int new_cpu = prev_cpu;
6772         int want_affine = 0;
6773         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
6774         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
6775
6776         if (wake_flags & WF_TTWU) {
6777                 record_wakee(p);
6778
6779                 if (sched_energy_enabled()) {
6780                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6781                         if (new_cpu >= 0)
6782                                 return new_cpu;
6783                         new_cpu = prev_cpu;
6784                 }
6785
6786                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6787         }
6788
6789         rcu_read_lock();
6790         for_each_domain(cpu, tmp) {
6791                 /*
6792                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6793                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6794                  */
6795                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6796                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6797                         if (cpu != prev_cpu)
6798                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6799
6800                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6801                         break;
6802                 }
6803
6804                 if (tmp->flags & sd_flag)
6805                         sd = tmp;
6806                 else if (!want_affine)
6807                         break;
6808         }
6809
6810         if (unlikely(sd)) {
6811                 /* Slow path */
6812                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6813         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
6814                 /* Fast path */
6815                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6816
6817                 if (want_affine)
6818                         current->recent_used_cpu = cpu;
6819         }
6820         rcu_read_unlock();
6821
6822         return new_cpu;
6823 }
6824
6825 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6826
6827 /*
6828  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6829  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6830  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6831  */
6832 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6833 {
6834         /*
6835          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6836          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6837          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6838          * the task on the new runqueue.
6839          */
6840         if (p->state == TASK_WAKING) {
6841                 struct sched_entity *se = &p->se;
6842                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6843                 u64 min_vruntime;
6844
6845 #ifndef CONFIG_64BIT
6846                 u64 min_vruntime_copy;
6847
6848                 do {
6849                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6850                         smp_rmb();
6851                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6852                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6853 #else
6854                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6855 #endif
6856
6857                 se->vruntime -= min_vruntime;
6858         }
6859
6860         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6861                 /*
6862                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6863                  * rq->lock and can modify state directly.
6864                  */
6865                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6866                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6867
6868         } else {
6869                 /*
6870                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6871                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6872                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6873                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6874                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6875                  * sounds not bad.
6876                  */
6877                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6878         }
6879
6880         /* Tell new CPU we are migrated */
6881         p->se.avg.last_update_time = 0;
6882
6883         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6884         p->se.exec_start = 0;
6885
6886         update_scan_period(p, new_cpu);
6887 }
6888
6889 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6890 {
6891         remove_entity_load_avg(&p->se);
6892 }
6893
6894 static int
6895 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6896 {
6897         if (rq->nr_running)
6898                 return 1;
6899
6900         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
6901 }
6902 #endif /* CONFIG_SMP */
6903
6904 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6905 {
6906         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6907
6908         /*
6909          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6910          * to virtual-time in his units.
6911          *
6912          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6913          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6914          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6915          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6916          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6917          *
6918          * This is especially important for buddies when the leftmost
6919          * task is higher priority than the buddy.
6920          */
6921         return calc_delta_fair(gran, se);
6922 }
6923
6924 /*
6925  * Should 'se' preempt 'curr'.
6926  *
6927  *             |s1
6928  *        |s2
6929  *   |s3
6930  *         g
6931  *      |<--->|c
6932  *
6933  *  w(c, s1) = -1
6934  *  w(c, s2) =  0
6935  *  w(c, s3) =  1
6936  *
6937  */
6938 static int
6939 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6940 {
6941         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6942
6943         if (vdiff <= 0)
6944                 return -1;
6945
6946         gran = wakeup_gran(se);
6947         if (vdiff > gran)
6948                 return 1;
6949
6950         return 0;
6951 }
6952
6953 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6954 {
6955         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6956                 return;
6957
6958         for_each_sched_entity(se) {
6959                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6960                         return;
6961                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6962         }
6963 }
6964
6965 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6966 {
6967         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6968                 return;
6969
6970         for_each_sched_entity(se) {
6971                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6972                         return;
6973                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6974         }
6975 }
6976
6977 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6978 {
6979         for_each_sched_entity(se)
6980                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6981 }
6982
6983 /*
6984  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6985  */
6986 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6987 {
6988         struct task_struct *curr = rq->curr;
6989         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6990         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6991         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6992         int next_buddy_marked = 0;
6993
6994         if (unlikely(se == pse))
6995                 return;
6996
6997         /*
6998          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6999          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
7000          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
7001          * next-buddy nomination below.
7002          */
7003         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
7004                 return;
7005
7006         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
7007                 set_next_buddy(pse);
7008                 next_buddy_marked = 1;
7009         }
7010
7011         /*
7012          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
7013          * wake up path.
7014          *
7015          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
7016          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
7017          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
7018          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
7019          * below.
7020          */
7021         if (test_tsk_need_resched(curr))
7022                 return;
7023
7024         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
7025         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
7026             likely(!task_has_idle_policy(p)))
7027                 goto preempt;
7028
7029         /*
7030          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
7031          * is driven by the tick):
7032          */
7033         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
7034                 return;
7035
7036         find_matching_se(&se, &pse);
7037         update_curr(cfs_rq_of(se));
7038         BUG_ON(!pse);
7039         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
7040                 /*
7041                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
7042                  * triggering this preemption.
7043                  */
7044                 if (!next_buddy_marked)
7045                         set_next_buddy(pse);
7046                 goto preempt;
7047         }
7048
7049         return;
7050
7051 preempt:
7052         resched_curr(rq);
7053         /*
7054          * Only set the backward buddy when the current task is still
7055          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
7056          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
7057          * point, either of which can * drop the rq lock.
7058          *
7059          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
7060          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
7061          */
7062         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
7063                 return;
7064
7065         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
7066                 set_last_buddy(se);
7067 }
7068
7069 struct task_struct *
7070 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7071 {
7072         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7073         struct sched_entity *se;
7074         struct task_struct *p;
7075         int new_tasks;
7076
7077 again:
7078         if (!sched_fair_runnable(rq))
7079                 goto idle;
7080
7081 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7082         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7083                 goto simple;
7084
7085         /*
7086          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7087          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7088          *
7089          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7090          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7091          */
7092
7093         do {
7094                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7095
7096                 /*
7097                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7098                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7099                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7100                  * forget we've ever seen it.
7101                  */
7102                 if (curr) {
7103                         if (curr->on_rq)
7104                                 update_curr(cfs_rq);
7105                         else
7106                                 curr = NULL;
7107
7108                         /*
7109                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7110                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7111                          * Therefore the nr_running test will indeed
7112                          * be correct.
7113                          */
7114                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7115                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7116
7117                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7118                                         goto idle;
7119
7120                                 goto simple;
7121                         }
7122                 }
7123
7124                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7125                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7126         } while (cfs_rq);
7127
7128         p = task_of(se);
7129
7130         /*
7131          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7132          * is a different task than we started out with, try and touch the
7133          * least amount of cfs_rqs.
7134          */
7135         if (prev != p) {
7136                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7137
7138                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7139                         int se_depth = se->depth;
7140                         int pse_depth = pse->depth;
7141
7142                         if (se_depth <= pse_depth) {
7143                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7144                                 pse = parent_entity(pse);
7145                         }
7146                         if (se_depth >= pse_depth) {
7147                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7148                                 se = parent_entity(se);
7149                         }
7150                 }
7151
7152                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7153                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7154         }
7155
7156         goto done;
7157 simple:
7158 #endif
7159         if (prev)
7160                 put_prev_task(rq, prev);
7161
7162         do {
7163                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7164                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7165                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7166         } while (cfs_rq);
7167
7168         p = task_of(se);
7169
7170 done: __maybe_unused;
7171 #ifdef CONFIG_SMP
7172         /*
7173          * Move the next running task to the front of
7174          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7175          * one.
7176          */
7177         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7178 #endif
7179
7180         if (hrtick_enabled_fair(rq))
7181                 hrtick_start_fair(rq, p);
7182
7183         update_misfit_status(p, rq);
7184
7185         return p;
7186
7187 idle:
7188         if (!rf)
7189                 return NULL;
7190
7191         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7192
7193         /*
7194          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7195          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7196          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7197          */
7198         if (new_tasks < 0)
7199                 return RETRY_TASK;
7200
7201         if (new_tasks > 0)
7202                 goto again;
7203
7204         /*
7205          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7206          * lost_idle_time of clock_pelt
7207          */
7208         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7209
7210         return NULL;
7211 }
7212
7213 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7214 {
7215         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7216 }
7217
7218 /*
7219  * Account for a descheduled task:
7220  */
7221 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7222 {
7223         struct sched_entity *se = &prev->se;
7224         struct cfs_rq *cfs_rq;
7225
7226         for_each_sched_entity(se) {
7227                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7228                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7229         }
7230 }
7231
7232 /*
7233  * sched_yield() is very simple
7234  *
7235  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7236  */
7237 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7238 {
7239         struct task_struct *curr = rq->curr;
7240         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7241         struct sched_entity *se = &curr->se;
7242
7243         /*
7244          * Are we the only task in the tree?
7245          */
7246         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7247                 return;
7248
7249         clear_buddies(cfs_rq, se);
7250
7251         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7252                 update_rq_clock(rq);
7253                 /*
7254                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7255                  */
7256                 update_curr(cfs_rq);
7257                 /*
7258                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7259                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7260                  * and double the fastpath cost.
7261                  */
7262                 rq_clock_skip_update(rq);
7263         }
7264
7265         set_skip_buddy(se);
7266 }
7267
7268 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7269 {
7270         struct sched_entity *se = &p->se;
7271
7272         /* throttled hierarchies are not runnable */
7273         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7274                 return false;
7275
7276         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7277         set_next_buddy(se);
7278
7279         yield_task_fair(rq);
7280
7281         return true;
7282 }
7283
7284 #ifdef CONFIG_SMP
7285 /**************************************************
7286  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7287  *
7288  * BASICS
7289  *
7290  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7291  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7292  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7293  *
7294  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7295  *
7296  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7297  * W_i,0 is defined as:
7298  *
7299  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7300  *
7301  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7302  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7303  *
7304  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7305  * weight:
7306  *
7307  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7308  *
7309  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7310  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7311  * can also include other factors [XXX].
7312  *
7313  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7314  * directly from (1):
7315  *
7316  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7317  *
7318  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7319  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7320  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7321  *
7322  * [XXX expand on:
7323  *     - infeasible weights;
7324  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7325  *
7326  *
7327  * SCHED DOMAINS
7328  *
7329  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7330  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7331  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7332  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7333  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7334  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7335  * the groups.
7336  *
7337  * This yields:
7338  *
7339  *     log_2 n     1     n
7340  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7341  *     i = 0      2^i   2^i
7342  *                               `- size of each group
7343  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7344  *         |         `- freq
7345  *         `- sum over all levels
7346  *
7347  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7348  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7349  *
7350  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7351  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7352  *
7353  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7354  *
7355  *             log_2 n
7356  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7357  *             k = 0
7358  *
7359  * And you'll find that:
7360  *
7361  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7362  *
7363  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7364  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7365  * of:
7366  *
7367  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7368  *
7369  *
7370  * WORK CONSERVING
7371  *
7372  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7373  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7374  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7375  *
7376  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7377  * time.
7378  *
7379  * [XXX more?]
7380  *
7381  *
7382  * CGROUPS
7383  *
7384  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7385  *
7386  *                                s_k,i
7387  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7388  *                                 S_k
7389  *
7390  * Where
7391  *
7392  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7393  *
7394  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7395  *
7396  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7397  * property.
7398  *
7399  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7400  *      rewrite all of this once again.]
7401  */
7402
7403 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7404
7405 enum fbq_type { regular, remote, all };
7406
7407 /*
7408  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7409  *
7410  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7411  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7412  * group. See update_sd_pick_busiest().
7413  */
7414 enum group_type {
7415         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7416         group_has_spare = 0,
7417         /*
7418          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7419          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7420          */
7421         group_fully_busy,
7422         /*
7423          * SD_ASYM_CPUCAPACITY only: One task doesn't fit with CPU's capacity
7424          * and must be migrated to a more powerful CPU.
7425          */
7426         group_misfit_task,
7427         /*
7428          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7429          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7430          * current CPU.
7431          */
7432         group_asym_packing,
7433         /*
7434          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7435          * from balancing the load across the system.
7436          */
7437         group_imbalanced,
7438         /*
7439          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7440          * tasks.
7441          */
7442         group_overloaded
7443 };
7444
7445 enum migration_type {
7446         migrate_load = 0,
7447         migrate_util,
7448         migrate_task,
7449         migrate_misfit
7450 };
7451
7452 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7453 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7454 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7455 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7456
7457 struct lb_env {
7458         struct sched_domain     *sd;
7459
7460         struct rq               *src_rq;
7461         int                     src_cpu;
7462
7463         int                     dst_cpu;
7464         struct rq               *dst_rq;
7465
7466         struct cpumask          *dst_grpmask;
7467         int                     new_dst_cpu;
7468         enum cpu_idle_type      idle;
7469         long                    imbalance;
7470         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7471         struct cpumask          *cpus;
7472
7473         unsigned int            flags;
7474
7475         unsigned int            loop;
7476         unsigned int            loop_break;
7477         unsigned int            loop_max;
7478
7479         enum fbq_type           fbq_type;
7480         enum migration_type     migration_type;
7481         struct list_head        tasks;
7482 };
7483
7484 /*
7485  * Is this task likely cache-hot:
7486  */
7487 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7488 {
7489         s64 delta;
7490
7491         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7492
7493         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7494                 return 0;
7495
7496         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7497                 return 0;
7498
7499         /* SMT siblings share cache */
7500         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7501                 return 0;
7502
7503         /*
7504          * Buddy candidates are cache hot:
7505          */
7506         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7507                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7508                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7509                 return 1;
7510
7511         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7512                 return 1;
7513         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7514                 return 0;
7515
7516         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7517
7518         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7519 }
7520
7521 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7522 /*
7523  * Returns 1, if task migration degrades locality
7524  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7525  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7526  */
7527 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7528 {
7529         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7530         unsigned long src_weight, dst_weight;
7531         int src_nid, dst_nid, dist;
7532
7533         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7534                 return -1;
7535
7536         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7537                 return -1;
7538
7539         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7540         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7541
7542         if (src_nid == dst_nid)
7543                 return -1;
7544
7545         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7546         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7547                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7548                         return 1;
7549                 else
7550                         return -1;
7551         }
7552
7553         /* Encourage migration to the preferred node. */
7554         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7555                 return 0;
7556
7557         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7558         if (env->idle == CPU_IDLE)
7559                 return -1;
7560
7561         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7562         if (numa_group) {
7563                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7564                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7565         } else {
7566                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7567                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7568         }
7569
7570         return dst_weight < src_weight;
7571 }
7572
7573 #else
7574 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7575                                              struct lb_env *env)
7576 {
7577         return -1;
7578 }
7579 #endif
7580
7581 /*
7582  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7583  */
7584 static
7585 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7586 {
7587         int tsk_cache_hot;
7588
7589         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7590
7591         /*
7592          * We do not migrate tasks that are:
7593          * 1) throttled_lb_pair, or
7594          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7595          * 3) running (obviously), or
7596          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7597          */
7598         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7599                 return 0;
7600
7601         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7602         if ((p->flags & PF_KTHREAD) && kthread_is_per_cpu(p))
7603                 return 0;
7604
7605         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7606                 int cpu;
7607
7608                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7609
7610                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7611
7612                 /*
7613                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7614                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7615                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7616                  *
7617                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7618                  * already computed one in current iteration.
7619                  */
7620                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7621                         return 0;
7622
7623                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7624                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7625                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7626                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7627                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7628                                 break;
7629                         }
7630                 }
7631
7632                 return 0;
7633         }
7634
7635         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
7636         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7637
7638         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7639                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7640                 return 0;
7641         }
7642
7643         /*
7644          * Aggressive migration if:
7645          * 1) destination numa is preferred
7646          * 2) task is cache cold, or
7647          * 3) too many balance attempts have failed.
7648          */
7649         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7650         if (tsk_cache_hot == -1)
7651                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7652
7653         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7654             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7655                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7656                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7657                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7658                 }
7659                 return 1;
7660         }
7661
7662         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7663         return 0;
7664 }
7665
7666 /*
7667  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7668  */
7669 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7670 {
7671         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7672
7673         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7674         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7675 }
7676
7677 /*
7678  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7679  * part of active balancing operations within "domain".
7680  *
7681  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7682  */
7683 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7684 {
7685         struct task_struct *p;
7686
7687         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7688
7689         list_for_each_entry_reverse(p,
7690                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7691                 if (!can_migrate_task(p, env))
7692                         continue;
7693
7694                 detach_task(p, env);
7695
7696                 /*
7697                  * Right now, this is only the second place where
7698                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7699                  * so we can safely collect stats here rather than
7700                  * inside detach_tasks().
7701                  */
7702                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7703                 return p;
7704         }
7705         return NULL;
7706 }
7707
7708 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7709
7710 /*
7711  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7712  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7713  *
7714  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7715  */
7716 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7717 {
7718         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7719         unsigned long util, load;
7720         struct task_struct *p;
7721         int detached = 0;
7722
7723         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7724
7725         /*
7726          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
7727          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
7728          */
7729         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
7730                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7731                 return 0;
7732         }
7733
7734         if (env->imbalance <= 0)
7735                 return 0;
7736
7737         while (!list_empty(tasks)) {
7738                 /*
7739                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7740                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7741                  */
7742                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7743                         break;
7744
7745                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7746
7747                 env->loop++;
7748                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7749                 if (env->loop > env->loop_max)
7750                         break;
7751
7752                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7753                 if (env->loop > env->loop_break) {
7754                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7755                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7756                         break;
7757                 }
7758
7759                 if (!can_migrate_task(p, env))
7760                         goto next;
7761
7762                 switch (env->migration_type) {
7763                 case migrate_load:
7764                         /*
7765                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
7766                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
7767                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
7768                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
7769                          * detaching up to loop_max tasks.
7770                          */
7771                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
7772
7773                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7774                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7775                                 goto next;
7776
7777                         /*
7778                          * Make sure that we don't migrate too much load.
7779                          * Nevertheless, let relax the constraint if
7780                          * scheduler fails to find a good waiting task to
7781                          * migrate.
7782                          */
7783                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
7784                                 goto next;
7785
7786                         env->imbalance -= load;
7787                         break;
7788
7789                 case migrate_util:
7790                         util = task_util_est(p);
7791
7792                         if (util > env->imbalance)
7793                                 goto next;
7794
7795                         env->imbalance -= util;
7796                         break;
7797
7798                 case migrate_task:
7799                         env->imbalance--;
7800                         break;
7801
7802                 case migrate_misfit:
7803                         /* This is not a misfit task */
7804                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7805                                 goto next;
7806
7807                         env->imbalance = 0;
7808                         break;
7809                 }
7810
7811                 detach_task(p, env);
7812                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7813
7814                 detached++;
7815
7816 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7817                 /*
7818                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7819                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7820                  * the critical section.
7821                  */
7822                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7823                         break;
7824 #endif
7825
7826                 /*
7827                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7828                  * load/util/tasks.
7829                  */
7830                 if (env->imbalance <= 0)
7831                         break;
7832
7833                 continue;
7834 next:
7835                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7836         }
7837
7838         /*
7839          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7840          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7841          * than inside detach_one_task().
7842          */
7843         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7844
7845         return detached;
7846 }
7847
7848 /*
7849  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7850  */
7851 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7852 {
7853         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7854
7855         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7856         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7857         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7858 }
7859
7860 /*
7861  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7862  * its new rq.
7863  */
7864 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7865 {
7866         struct rq_flags rf;
7867
7868         rq_lock(rq, &rf);
7869         update_rq_clock(rq);
7870         attach_task(rq, p);
7871         rq_unlock(rq, &rf);
7872 }
7873
7874 /*
7875  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7876  * new rq.
7877  */
7878 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7879 {
7880         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7881         struct task_struct *p;
7882         struct rq_flags rf;
7883
7884         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7885         update_rq_clock(env->dst_rq);
7886
7887         while (!list_empty(tasks)) {
7888                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7889                 list_del_init(&p->se.group_node);
7890
7891                 attach_task(env->dst_rq, p);
7892         }
7893
7894         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7895 }
7896
7897 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7898 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7899 {
7900         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7901                 return true;
7902
7903         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7904                 return true;
7905
7906         return false;
7907 }
7908
7909 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7910 {
7911         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7912                 return true;
7913
7914         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7915                 return true;
7916
7917         if (thermal_load_avg(rq))
7918                 return true;
7919
7920 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7921         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7922                 return true;
7923 #endif
7924
7925         return false;
7926 }
7927
7928 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
7929 {
7930         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
7931 }
7932
7933 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7934 {
7935         if (!has_blocked)
7936                 rq->has_blocked_load = 0;
7937 }
7938 #else
7939 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7940 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7941 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
7942 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7943 #endif
7944
7945 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
7946 {
7947         const struct sched_class *curr_class;
7948         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
7949         unsigned long thermal_pressure;
7950         bool decayed;
7951
7952         /*
7953          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
7954          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
7955          */
7956         curr_class = rq->curr->sched_class;
7957
7958         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
7959
7960         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
7961                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
7962                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
7963                   update_irq_load_avg(rq, 0);
7964
7965         if (others_have_blocked(rq))
7966                 *done = false;
7967
7968         return decayed;
7969 }
7970
7971 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7972
7973 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7974 {
7975         if (cfs_rq->load.weight)
7976                 return false;
7977
7978         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7979                 return false;
7980
7981         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7982                 return false;
7983
7984         if (cfs_rq->avg.runnable_sum)
7985                 return false;
7986
7987         return true;
7988 }
7989
7990 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
7991 {
7992         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7993         bool decayed = false;
7994         int cpu = cpu_of(rq);
7995
7996         /*
7997          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7998          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7999          */
8000         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
8001                 struct sched_entity *se;
8002
8003                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
8004                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
8005
8006                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
8007                                 decayed = true;
8008                 }
8009
8010                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
8011                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
8012                 if (se && !skip_blocked_update(se))
8013                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
8014
8015                 /*
8016                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
8017                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
8018                  */
8019                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
8020                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
8021
8022                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
8023                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8024                         *done = false;
8025         }
8026
8027         return decayed;
8028 }
8029
8030 /*
8031  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
8032  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
8033  * group is a fraction of its parents load.
8034  */
8035 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
8036 {
8037         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
8038         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
8039         unsigned long now = jiffies;
8040         unsigned long load;
8041
8042         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8043                 return;
8044
8045         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
8046         for_each_sched_entity(se) {
8047                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8048                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
8049                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8050                         break;
8051         }
8052
8053         if (!se) {
8054                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
8055                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8056         }
8057
8058         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
8059                 load = cfs_rq->h_load;
8060                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
8061                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8062                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8063                 cfs_rq->h_load = load;
8064                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8065         }
8066 }
8067
8068 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8069 {
8070         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
8071
8072         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
8073         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
8074                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8075 }
8076 #else
8077 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8078 {
8079         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8080         bool decayed;
8081
8082         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
8083         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8084                 *done = false;
8085
8086         return decayed;
8087 }
8088
8089 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8090 {
8091         return p->se.avg.load_avg;
8092 }
8093 #endif
8094
8095 static void update_blocked_averages(int cpu)
8096 {
8097         bool decayed = false, done = true;
8098         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8099         struct rq_flags rf;
8100
8101         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8102         update_blocked_load_tick(rq);
8103         update_rq_clock(rq);
8104
8105         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8106         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8107
8108         update_blocked_load_status(rq, !done);
8109         if (decayed)
8110                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8111         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8112 }
8113
8114 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8115
8116 /*
8117  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8118  */
8119 struct sg_lb_stats {
8120         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8121         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8122         unsigned long group_capacity;
8123         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8124         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8125         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8126         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8127         unsigned int idle_cpus;
8128         unsigned int group_weight;
8129         enum group_type group_type;
8130         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8131         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8132 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8133         unsigned int nr_numa_running;
8134         unsigned int nr_preferred_running;
8135 #endif
8136 };
8137
8138 /*
8139  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8140  *               during load balancing.
8141  */
8142 struct sd_lb_stats {
8143         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8144         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8145         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8146         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8147         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8148         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8149
8150         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8151         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8152 };
8153
8154 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8155 {
8156         /*
8157          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8158          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8159          * We must however set busiest_stat::group_type and
8160          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8161          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8162          */
8163         *sds = (struct sd_lb_stats){
8164                 .busiest = NULL,
8165                 .local = NULL,
8166                 .total_load = 0UL,
8167                 .total_capacity = 0UL,
8168                 .busiest_stat = {
8169                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8170                         .group_type = group_has_spare,
8171                 },
8172         };
8173 }
8174
8175 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8176 {
8177         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8178         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8179         unsigned long used, free;
8180         unsigned long irq;
8181
8182         irq = cpu_util_irq(rq);
8183
8184         if (unlikely(irq >= max))
8185                 return 1;
8186
8187         /*
8188          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8189          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8190          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8191          * average uses the actual delta max capacity(load).
8192          */
8193         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8194         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8195         used += thermal_load_avg(rq);
8196
8197         if (unlikely(used >= max))
8198                 return 1;
8199
8200         free = max - used;
8201
8202         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8203 }
8204
8205 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8206 {
8207         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8208         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8209
8210         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8211
8212         if (!capacity)
8213                 capacity = 1;
8214
8215         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8216         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8217
8218         sdg->sgc->capacity = capacity;
8219         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8220         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8221 }
8222
8223 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8224 {
8225         struct sched_domain *child = sd->child;
8226         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8227         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8228         unsigned long interval;
8229
8230         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8231         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8232         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8233
8234         if (!child) {
8235                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8236                 return;
8237         }
8238
8239         capacity = 0;
8240         min_capacity = ULONG_MAX;
8241         max_capacity = 0;
8242
8243         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8244                 /*
8245                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8246                  * span the current group.
8247                  */
8248
8249                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8250                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8251
8252                         capacity += cpu_cap;
8253                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8254                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8255                 }
8256         } else  {
8257                 /*
8258                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8259                  * span the current group.
8260                  */
8261
8262                 group = child->groups;
8263                 do {
8264                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8265
8266                         capacity += sgc->capacity;
8267                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8268                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8269                         group = group->next;
8270                 } while (group != child->groups);
8271         }
8272
8273         sdg->sgc->capacity = capacity;
8274         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8275         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8276 }
8277
8278 /*
8279  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8280  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8281  * Return true is the capacity is reduced
8282  */
8283 static inline int
8284 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8285 {
8286         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8287                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8288 }
8289
8290 /*
8291  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8292  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8293  * the task's current CPU is heavily pressured.
8294  */
8295 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8296 {
8297         return rq->misfit_task_load &&
8298                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8299                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8300 }
8301
8302 /*
8303  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8304  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8305  *
8306  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8307  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8308  * Something like:
8309  *
8310  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8311  *              *     * * *
8312  *
8313  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8314  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8315  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8316  *
8317  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8318  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8319  * moving tasks due to affinity constraints.
8320  *
8321  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8322  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8323  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8324  * to create an effective group imbalance.
8325  *
8326  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8327  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8328  * subtle and fragile situation.
8329  */
8330
8331 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8332 {
8333         return group->sgc->imbalance;
8334 }
8335
8336 /*
8337  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8338  * be used by some tasks.
8339  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8340  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8341  * available capacity for CFS tasks.
8342  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8343  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8344  * capacity in meaningful for the load balancer.
8345  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8346  * any benefit for the load balance.
8347  */
8348 static inline bool
8349 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8350 {
8351         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8352                 return true;
8353
8354         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8355                         (sgs->group_runnable * 100))
8356                 return false;
8357
8358         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8359                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8360                 return true;
8361
8362         return false;
8363 }
8364
8365 /*
8366  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8367  *  handle.
8368  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8369  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8370  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8371  *  false.
8372  */
8373 static inline bool
8374 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8375 {
8376         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8377                 return false;
8378
8379         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8380                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8381                 return true;
8382
8383         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8384                         (sgs->group_runnable * 100))
8385                 return true;
8386
8387         return false;
8388 }
8389
8390 /*
8391  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8392  * per-CPU capacity than sched_group ref.
8393  */
8394 static inline bool
8395 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8396 {
8397         return fits_capacity(sg->sgc->min_capacity, ref->sgc->min_capacity);
8398 }
8399
8400 /*
8401  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
8402  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
8403  */
8404 static inline bool
8405 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
8406 {
8407         return fits_capacity(sg->sgc->max_capacity, ref->sgc->max_capacity);
8408 }
8409
8410 static inline enum
8411 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
8412                           struct sched_group *group,
8413                           struct sg_lb_stats *sgs)
8414 {
8415         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
8416                 return group_overloaded;
8417
8418         if (sg_imbalanced(group))
8419                 return group_imbalanced;
8420
8421         if (sgs->group_asym_packing)
8422                 return group_asym_packing;
8423
8424         if (sgs->group_misfit_task_load)
8425                 return group_misfit_task;
8426
8427         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
8428                 return group_fully_busy;
8429
8430         return group_has_spare;
8431 }
8432
8433 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
8434 {
8435 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8436         unsigned int cpu = rq->cpu;
8437
8438         if (!rq->has_blocked_load)
8439                 return false;
8440
8441         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
8442                 return false;
8443
8444         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
8445                 return true;
8446
8447         update_blocked_averages(cpu);
8448
8449         return rq->has_blocked_load;
8450 #else
8451         return false;
8452 #endif
8453 }
8454
8455 /**
8456  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8457  * @env: The load balancing environment.
8458  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8459  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8460  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8461  */
8462 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8463                                       struct sched_group *group,
8464                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8465                                       int *sg_status)
8466 {
8467         int i, nr_running, local_group;
8468
8469         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8470
8471         local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8472
8473         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8474                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8475
8476                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
8477                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8478                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
8479                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8480
8481                 nr_running = rq->nr_running;
8482                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8483
8484                 if (nr_running > 1)
8485                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8486
8487                 if (cpu_overutilized(i))
8488                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8489
8490 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8491                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8492                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8493 #endif
8494                 /*
8495                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8496                  */
8497                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8498                         sgs->idle_cpus++;
8499                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8500                         continue;
8501                 }
8502
8503                 if (local_group)
8504                         continue;
8505
8506                 /* Check for a misfit task on the cpu */
8507                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8508                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8509                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8510                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8511                 }
8512         }
8513
8514         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8515         if (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8516             env->idle != CPU_NOT_IDLE &&
8517             sgs->sum_h_nr_running &&
8518             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu)) {
8519                 sgs->group_asym_packing = 1;
8520         }
8521
8522         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8523
8524         sgs->group_weight = group->group_weight;
8525
8526         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8527
8528         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8529         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8530                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8531                                 sgs->group_capacity;
8532 }
8533
8534 /**
8535  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8536  * @env: The load balancing environment.
8537  * @sds: sched_domain statistics
8538  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8539  * @sgs: sched_group statistics
8540  *
8541  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8542  * busiest group.
8543  *
8544  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8545  * busiest group. %false otherwise.
8546  */
8547 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8548                                    struct sd_lb_stats *sds,
8549                                    struct sched_group *sg,
8550                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8551 {
8552         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8553
8554         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8555         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8556                 return false;
8557
8558         /*
8559          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8560          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8561          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8562          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8563          */
8564         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8565             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8566              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8567                 return false;
8568
8569         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8570                 return true;
8571
8572         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8573                 return false;
8574
8575         /*
8576          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8577          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8578          */
8579
8580         switch (sgs->group_type) {
8581         case group_overloaded:
8582                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8583                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8584                         return false;
8585                 break;
8586
8587         case group_imbalanced:
8588                 /*
8589                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8590                  * choose one more than another.
8591                  */
8592                 return false;
8593
8594         case group_asym_packing:
8595                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8596                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8597                         return false;
8598                 break;
8599
8600         case group_misfit_task:
8601                 /*
8602                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8603                  * misfit.
8604                  */
8605                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8606                         return false;
8607                 break;
8608
8609         case group_fully_busy:
8610                 /*
8611                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8612                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8613                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8614                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8615                  * contention when accessing shared HW resources.
8616                  *
8617                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8618                  * select the 1st one.
8619                  */
8620                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8621                         return false;
8622                 break;
8623
8624         case group_has_spare:
8625                 /*
8626                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8627                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8628                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8629                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8630                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8631                  */
8632                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
8633                         return false;
8634                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
8635                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
8636                         return false;
8637
8638                 break;
8639         }
8640
8641         /*
8642          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8643          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8644          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8645          * considered.
8646          */
8647         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8648             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8649             (group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg)))
8650                 return false;
8651
8652         return true;
8653 }
8654
8655 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8656 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8657 {
8658         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8659                 return regular;
8660         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8661                 return remote;
8662         return all;
8663 }
8664
8665 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8666 {
8667         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8668                 return regular;
8669         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8670                 return remote;
8671         return all;
8672 }
8673 #else
8674 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8675 {
8676         return all;
8677 }
8678
8679 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8680 {
8681         return regular;
8682 }
8683 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8684
8685
8686 struct sg_lb_stats;
8687
8688 /*
8689  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
8690  */
8691
8692 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
8693 {
8694         /* Task has no contribution or is new */
8695         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
8696                 return 0;
8697
8698         if (task_on_rq_queued(p))
8699                 return 1;
8700
8701         return 0;
8702 }
8703
8704 /**
8705  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
8706  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
8707  * @p: task which should be ignored.
8708  *
8709  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
8710  */
8711 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
8712 {
8713         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8714
8715         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
8716                 return 0;
8717
8718         /*
8719          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
8720          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
8721          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
8722          */
8723
8724 #ifdef CONFIG_SMP
8725         if (rq->ttwu_pending)
8726                 return 0;
8727 #endif
8728
8729         return 1;
8730 }
8731
8732 /*
8733  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
8734  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
8735  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8736  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8737  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
8738  */
8739 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
8740                                           struct sched_group *group,
8741                                           struct sg_lb_stats *sgs,
8742                                           struct task_struct *p)
8743 {
8744         int i, nr_running;
8745
8746         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8747
8748         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
8749                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8750                 unsigned int local;
8751
8752                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
8753                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
8754                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
8755                 local = task_running_on_cpu(i, p);
8756                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
8757
8758                 nr_running = rq->nr_running - local;
8759                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8760
8761                 /*
8762                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
8763                  */
8764                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
8765                         sgs->idle_cpus++;
8766
8767         }
8768
8769         /* Check if task fits in the group */
8770         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8771             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
8772                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
8773         }
8774
8775         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8776
8777         sgs->group_weight = group->group_weight;
8778
8779         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
8780
8781         /*
8782          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
8783          * overloaded
8784          */
8785         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
8786                 sgs->group_type == group_overloaded)
8787                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8788                                 sgs->group_capacity;
8789 }
8790
8791 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
8792                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
8793                                struct sched_group *group,
8794                                struct sg_lb_stats *sgs)
8795 {
8796         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
8797                 return true;
8798
8799         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
8800                 return false;
8801
8802         /*
8803          * The candidate and the current idlest group are the same type of
8804          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
8805          */
8806
8807         switch (sgs->group_type) {
8808         case group_overloaded:
8809         case group_fully_busy:
8810                 /* Select the group with lowest avg_load. */
8811                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
8812                         return false;
8813                 break;
8814
8815         case group_imbalanced:
8816         case group_asym_packing:
8817                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
8818                 return false;
8819
8820         case group_misfit_task:
8821                 /* Select group with the highest max capacity */
8822                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
8823                         return false;
8824                 break;
8825
8826         case group_has_spare:
8827                 /* Select group with most idle CPUs */
8828                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
8829                         return false;
8830
8831                 /* Select group with lowest group_util */
8832                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
8833                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
8834                         return false;
8835
8836                 break;
8837         }
8838
8839         return true;
8840 }
8841
8842 /*
8843  * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than 25% of the domain.
8844  * This is an approximation as the number of running tasks may not be
8845  * related to the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
8846  */
8847 static inline bool allow_numa_imbalance(int dst_running, int dst_weight)
8848 {
8849         return (dst_running < (dst_weight >> 2));
8850 }
8851
8852 /*
8853  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
8854  * domain.
8855  *
8856  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
8857  */
8858 static struct sched_group *
8859 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
8860 {
8861         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
8862         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
8863         struct sg_lb_stats *sgs;
8864         unsigned long imbalance;
8865         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
8866                         .avg_load = UINT_MAX,
8867                         .group_type = group_overloaded,
8868         };
8869
8870         do {
8871                 int local_group;
8872
8873                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
8874                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
8875                                         p->cpus_ptr))
8876                         continue;
8877
8878                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
8879                                                sched_group_span(group));
8880
8881                 if (local_group) {
8882                         sgs = &local_sgs;
8883                         local = group;
8884                 } else {
8885                         sgs = &tmp_sgs;
8886                 }
8887
8888                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
8889
8890                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
8891                         idlest = group;
8892                         idlest_sgs = *sgs;
8893                 }
8894
8895         } while (group = group->next, group != sd->groups);
8896
8897
8898         /* There is no idlest group to push tasks to */
8899         if (!idlest)
8900                 return NULL;
8901
8902         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
8903         if (!local)
8904                 return idlest;
8905
8906         /*
8907          * If the local group is idler than the selected idlest group
8908          * don't try and push the task.
8909          */
8910         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
8911                 return NULL;
8912
8913         /*
8914          * If the local group is busier than the selected idlest group
8915          * try and push the task.
8916          */
8917         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
8918                 return idlest;
8919
8920         switch (local_sgs.group_type) {
8921         case group_overloaded:
8922         case group_fully_busy:
8923
8924                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
8925                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
8926                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
8927
8928                 /*
8929                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
8930                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
8931                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
8932                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
8933                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
8934                  * and consider staying local.
8935                  */
8936
8937                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
8938                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
8939                         return NULL;
8940
8941                 /*
8942                  * If the local group is less loaded than the selected
8943                  * idlest group don't try and push any tasks.
8944                  */
8945                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
8946                         return NULL;
8947
8948                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
8949                         return NULL;
8950                 break;
8951
8952         case group_imbalanced:
8953         case group_asym_packing:
8954                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
8955                 return NULL;
8956
8957         case group_misfit_task:
8958                 /* Select group with the highest max capacity */
8959                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
8960                         return NULL;
8961                 break;
8962
8963         case group_has_spare:
8964                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
8965 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8966                         int idlest_cpu;
8967                         /*
8968                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
8969                          * the preferred node
8970                          */
8971                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8972                                 return NULL;
8973
8974                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
8975                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8976                                 return idlest;
8977 #endif
8978                         /*
8979                          * Otherwise, keep the task on this node to stay close
8980                          * its wakeup source and improve locality. If there is
8981                          * a real need of migration, periodic load balance will
8982                          * take care of it.
8983                          */
8984                         if (allow_numa_imbalance(local_sgs.sum_nr_running, sd->span_weight))
8985                                 return NULL;
8986                 }
8987
8988                 /*
8989                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
8990                  * compare the utilization which is more stable but it can end
8991                  * up that the group has less spare capacity but finally more
8992                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
8993                  */
8994                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
8995                         return NULL;
8996                 break;
8997         }
8998
8999         return idlest;
9000 }
9001
9002 /**
9003  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
9004  * @env: The load balancing environment.
9005  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
9006  */
9007
9008 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9009 {
9010         struct sched_domain *child = env->sd->child;
9011         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9012         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
9013         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
9014         int sg_status = 0;
9015
9016         do {
9017                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
9018                 int local_group;
9019
9020                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
9021                 if (local_group) {
9022                         sds->local = sg;
9023                         sgs = local;
9024
9025                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
9026                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
9027                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
9028                 }
9029
9030                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
9031
9032                 if (local_group)
9033                         goto next_group;
9034
9035
9036                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
9037                         sds->busiest = sg;
9038                         sds->busiest_stat = *sgs;
9039                 }
9040
9041 next_group:
9042                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
9043                 sds->total_load += sgs->group_load;
9044                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
9045
9046                 sg = sg->next;
9047         } while (sg != env->sd->groups);
9048
9049         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
9050         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
9051
9052
9053         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
9054                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
9055
9056         if (!env->sd->parent) {
9057                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9058
9059                 /* update overload indicator if we are at root domain */
9060                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
9061
9062                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
9063                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9064                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9065         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
9066                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9067
9068                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
9069                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
9070         }
9071 }
9072
9073 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
9074
9075 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
9076                                 int dst_running, int dst_weight)
9077 {
9078         if (!allow_numa_imbalance(dst_running, dst_weight))
9079                 return imbalance;
9080
9081         /*
9082          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
9083          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
9084          */
9085         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
9086                 return 0;
9087
9088         return imbalance;
9089 }
9090
9091 /**
9092  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
9093  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
9094  * @env: load balance environment
9095  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
9096  */
9097 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9098 {
9099         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9100
9101         local = &sds->local_stat;
9102         busiest = &sds->busiest_stat;
9103
9104         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
9105                 /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
9106                 env->migration_type = migrate_misfit;
9107                 env->imbalance = 1;
9108                 return;
9109         }
9110
9111         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
9112                 /*
9113                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
9114                  * the preferred CPU.
9115                  */
9116                 env->migration_type = migrate_task;
9117                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
9118                 return;
9119         }
9120
9121         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
9122                 /*
9123                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
9124                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
9125                  * the imbalance. The next load balance will take care of
9126                  * balancing back the system.
9127                  */
9128                 env->migration_type = migrate_task;
9129                 env->imbalance = 1;
9130                 return;
9131         }
9132
9133         /*
9134          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
9135          * emptying busiest.
9136          */
9137         if (local->group_type == group_has_spare) {
9138                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
9139                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
9140                         /*
9141                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
9142                          * capacity. This might end up creating spare capacity
9143                          * in busiest or busiest still being overloaded but
9144                          * there is no simple way to directly compute the
9145                          * amount of load to migrate in order to balance the
9146                          * system.
9147                          */
9148                         env->migration_type = migrate_util;
9149                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
9150                                          local->group_util;
9151
9152                         /*
9153                          * In some cases, the group's utilization is max or even
9154                          * higher than capacity because of migrations but the
9155                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
9156                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
9157                          * try to pull it.
9158                          */
9159                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
9160                                 env->migration_type = migrate_task;
9161                                 env->imbalance = 1;
9162                         }
9163
9164                         return;
9165                 }
9166
9167                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
9168                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
9169                         /*
9170                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
9171                          * groups.
9172                          */
9173                         env->migration_type = migrate_task;
9174                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
9175                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
9176                 } else {
9177
9178                         /*
9179                          * If there is no overload, we just want to even the number of
9180                          * idle cpus.
9181                          */
9182                         env->migration_type = migrate_task;
9183                         env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
9184                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
9185                 }
9186
9187                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
9188                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
9189                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
9190                                 busiest->sum_nr_running, busiest->group_weight);
9191                 }
9192
9193                 return;
9194         }
9195
9196         /*
9197          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
9198          * busiest group
9199          */
9200         if (local->group_type < group_overloaded) {
9201                 /*
9202                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
9203                  * finally needed.
9204                  */
9205
9206                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9207                                   local->group_capacity;
9208
9209                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9210                                 sds->total_capacity;
9211                 /*
9212                  * If the local group is more loaded than the selected
9213                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9214                  */
9215                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
9216                         env->imbalance = 0;
9217                         return;
9218                 }
9219         }
9220
9221         /*
9222          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
9223          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
9224          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
9225          * below the average load. At the same time, we also don't want to
9226          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
9227          * the minimum possible imbalance.
9228          */
9229         env->migration_type = migrate_load;
9230         env->imbalance = min(
9231                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
9232                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
9233         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
9234 }
9235
9236 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
9237
9238 /*
9239  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
9240  *
9241  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
9242  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
9243  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
9244  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  force      force
9245  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
9246  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
9247  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
9248  *
9249  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
9250  *            statistics.
9251  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
9252  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
9253  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
9254  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
9255  *            different in groups.
9256  */
9257
9258 /**
9259  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
9260  * if there is an imbalance.
9261  *
9262  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
9263  * to restore balance.
9264  *
9265  * @env: The load balancing environment.
9266  *
9267  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
9268  */
9269 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
9270 {
9271         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9272         struct sd_lb_stats sds;
9273
9274         init_sd_lb_stats(&sds);
9275
9276         /*
9277          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
9278          * this level.
9279          */
9280         update_sd_lb_stats(env, &sds);
9281
9282         if (sched_energy_enabled()) {
9283                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9284
9285                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
9286                         goto out_balanced;
9287         }
9288
9289         local = &sds.local_stat;
9290         busiest = &sds.busiest_stat;
9291
9292         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
9293         if (!sds.busiest)
9294                 goto out_balanced;
9295
9296         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
9297         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
9298                 goto force_balance;
9299
9300         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
9301         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
9302                 goto force_balance;
9303
9304         /*
9305          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
9306          * work because they assume all things are equal, which typically
9307          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
9308          */
9309         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
9310                 goto force_balance;
9311
9312         /*
9313          * If the local group is busier than the selected busiest group
9314          * don't try and pull any tasks.
9315          */
9316         if (local->group_type > busiest->group_type)
9317                 goto out_balanced;
9318
9319         /*
9320          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
9321          * between tasks.
9322          */
9323         if (local->group_type == group_overloaded) {
9324                 /*
9325                  * If the local group is more loaded than the selected
9326                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9327                  */
9328                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
9329                         goto out_balanced;
9330
9331                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
9332                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9333                                 sds.total_capacity;
9334
9335                 /*
9336                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
9337                  * domain average load.
9338                  */
9339                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
9340                         goto out_balanced;
9341
9342                 /*
9343                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
9344                  * conservative.
9345                  */
9346                 if (100 * busiest->avg_load <=
9347                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
9348                         goto out_balanced;
9349         }
9350
9351         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
9352         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
9353             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
9354                 goto force_balance;
9355
9356         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
9357                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9358                         /*
9359                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
9360                          * result the local one too) but this CPU is already
9361                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
9362                          */
9363                         goto out_balanced;
9364
9365                 if (busiest->group_weight > 1 &&
9366                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
9367                         /*
9368                          * If the busiest group is not overloaded
9369                          * and there is no imbalance between this and busiest
9370                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
9371                          * becomes significant if the diff is greater than 1
9372                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
9373                          * on another group. Of course this applies only if
9374                          * there is more than 1 CPU per group.
9375                          */
9376                         goto out_balanced;
9377
9378                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
9379                         /*
9380                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
9381                          */
9382                         goto out_balanced;
9383         }
9384
9385 force_balance:
9386         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
9387         calculate_imbalance(env, &sds);
9388         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
9389
9390 out_balanced:
9391         env->imbalance = 0;
9392         return NULL;
9393 }
9394
9395 /*
9396  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
9397  */
9398 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
9399                                      struct sched_group *group)
9400 {
9401         struct rq *busiest = NULL, *rq;
9402         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
9403         unsigned int busiest_nr = 0;
9404         int i;
9405
9406         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9407                 unsigned long capacity, load, util;
9408                 unsigned int nr_running;
9409                 enum fbq_type rt;
9410
9411                 rq = cpu_rq(i);
9412                 rt = fbq_classify_rq(rq);
9413
9414                 /*
9415                  * We classify groups/runqueues into three groups:
9416                  *  - regular: there are !numa tasks
9417                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
9418                  *  - all:     there is no distinction
9419                  *
9420                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
9421                  * ignore those when there's better options.
9422                  *
9423                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
9424                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
9425                  * queue by moving tasks around inside the node.
9426                  *
9427                  * If we cannot move enough load due to this classification
9428                  * the next pass will adjust the group classification and
9429                  * allow migration of more tasks.
9430                  *
9431                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
9432                  */
9433                 if (rt > env->fbq_type)
9434                         continue;
9435
9436                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
9437                 if (!nr_running)
9438                         continue;
9439
9440                 capacity = capacity_of(i);
9441
9442                 /*
9443                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
9444                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
9445                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
9446                  * average load.
9447                  */
9448                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9449                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
9450                     nr_running == 1)
9451                         continue;
9452
9453                 switch (env->migration_type) {
9454                 case migrate_load:
9455                         /*
9456                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
9457                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9458                          */
9459                         load = cpu_load(rq);
9460
9461                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9462                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9463                                 break;
9464
9465                         /*
9466                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9467                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9468                          * capacity, so that the load can be moved away
9469                          * from the CPU that is potentially running at a
9470                          * lower capacity.
9471                          *
9472                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9473                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9474                          * division works out to:
9475                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9476                          * where j is our previous maximum.
9477                          */
9478                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9479                                 busiest_load = load;
9480                                 busiest_capacity = capacity;
9481                                 busiest = rq;
9482                         }
9483                         break;
9484
9485                 case migrate_util:
9486                         util = cpu_util(cpu_of(rq));
9487
9488                         /*
9489                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
9490                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
9491                          * detach the task.
9492                          */
9493                         if (nr_running <= 1)
9494                                 continue;
9495
9496                         if (busiest_util < util) {
9497                                 busiest_util = util;
9498                                 busiest = rq;
9499                         }
9500                         break;
9501
9502                 case migrate_task:
9503                         if (busiest_nr < nr_running) {
9504                                 busiest_nr = nr_running;
9505                                 busiest = rq;
9506                         }
9507                         break;
9508
9509                 case migrate_misfit:
9510                         /*
9511                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9512                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9513                          */
9514                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9515                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9516                                 busiest = rq;
9517                         }
9518
9519                         break;
9520
9521                 }
9522         }
9523
9524         return busiest;
9525 }
9526
9527 /*
9528  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9529  * so long as it is large enough.
9530  */
9531 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9532
9533 static inline bool
9534 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9535 {
9536         /*
9537          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9538          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9539          * highest priority CPUs.
9540          */
9541         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9542                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9543 }
9544
9545 static inline bool
9546 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
9547 {
9548         struct sched_domain *sd = env->sd;
9549
9550         /*
9551          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
9552          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
9553          * threads on a system with spare capacity
9554          */
9555         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
9556             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
9557                 return 1;
9558
9559         return 0;
9560 }
9561
9562 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
9563 {
9564         struct sched_domain *sd = env->sd;
9565
9566         if (asym_active_balance(env))
9567                 return 1;
9568
9569         if (imbalanced_active_balance(env))
9570                 return 1;
9571
9572         /*
9573          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
9574          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
9575          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
9576          * available on dst_cpu.
9577          */
9578         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9579             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
9580                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
9581                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
9582                         return 1;
9583         }
9584
9585         if (env->migration_type == migrate_misfit)
9586                 return 1;
9587
9588         return 0;
9589 }
9590
9591 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
9592
9593 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
9594 {
9595         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9596         int cpu;
9597
9598         /*
9599          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
9600          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
9601          */
9602         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
9603                 return 0;
9604
9605         /*
9606          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
9607          * to do the newly idle load balance.
9608          */
9609         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9610                 return 1;
9611
9612         /* Try to find first idle CPU */
9613         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
9614                 if (!idle_cpu(cpu))
9615                         continue;
9616
9617                 /* Are we the first idle CPU? */
9618                 return cpu == env->dst_cpu;
9619         }
9620
9621         /* Are we the first CPU of this group ? */
9622         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
9623 }
9624
9625 /*
9626  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
9627  * tasks if there is an imbalance.
9628  */
9629 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
9630                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
9631                         int *continue_balancing)
9632 {
9633         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
9634         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
9635         struct sched_group *group;
9636         struct rq *busiest;
9637         struct rq_flags rf;
9638         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
9639
9640         struct lb_env env = {
9641                 .sd             = sd,
9642                 .dst_cpu        = this_cpu,
9643                 .dst_rq         = this_rq,
9644                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
9645                 .idle           = idle,
9646                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
9647                 .cpus           = cpus,
9648                 .fbq_type       = all,
9649                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
9650         };
9651
9652         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
9653
9654         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
9655
9656 redo:
9657         if (!should_we_balance(&env)) {
9658                 *continue_balancing = 0;
9659                 goto out_balanced;
9660         }
9661
9662         group = find_busiest_group(&env);
9663         if (!group) {
9664                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
9665                 goto out_balanced;
9666         }
9667
9668         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
9669         if (!busiest) {
9670                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
9671                 goto out_balanced;
9672         }
9673
9674         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
9675
9676         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
9677
9678         env.src_cpu = busiest->cpu;
9679         env.src_rq = busiest;
9680
9681         ld_moved = 0;
9682         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
9683         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9684         if (busiest->nr_running > 1) {
9685                 /*
9686                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
9687                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
9688                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
9689                  * correctly treated as an imbalance.
9690                  */
9691                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
9692
9693 more_balance:
9694                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
9695                 update_rq_clock(busiest);
9696
9697                 /*
9698                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
9699                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
9700                  */
9701                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
9702
9703                 /*
9704                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
9705                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
9706                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
9707                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
9708                  * See task_rq_lock() family for the details.
9709                  */
9710
9711                 rq_unlock(busiest, &rf);
9712
9713                 if (cur_ld_moved) {
9714                         attach_tasks(&env);
9715                         ld_moved += cur_ld_moved;
9716                 }
9717
9718                 local_irq_restore(rf.flags);
9719
9720                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9721                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9722                         goto more_balance;
9723                 }
9724
9725                 /*
9726                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9727                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9728                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9729                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9730                  * sched_group.
9731                  *
9732                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9733                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9734                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9735                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9736                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9737                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9738                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9739                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
9740                  * This however should not happen so much in practice and
9741                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9742                  * excess load moved.
9743                  */
9744                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9745
9746                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9747                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9748
9749                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9750                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9751                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9752                         env.loop         = 0;
9753                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9754
9755                         /*
9756                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9757                          * need to continue with same src_cpu.
9758                          */
9759                         goto more_balance;
9760                 }
9761
9762                 /*
9763                  * We failed to reach balance because of affinity.
9764                  */
9765                 if (sd_parent) {
9766                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9767
9768                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9769                                 *group_imbalance = 1;
9770                 }
9771
9772                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9773                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9774                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9775                         /*
9776                          * Attempting to continue load balancing at the current
9777                          * sched_domain level only makes sense if there are
9778                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9779                          * pull load from which are not contained within the
9780                          * destination group that is receiving any migrated
9781                          * load.
9782                          */
9783                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9784                                 env.loop = 0;
9785                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9786                                 goto redo;
9787                         }
9788                         goto out_all_pinned;
9789                 }
9790         }
9791
9792         if (!ld_moved) {
9793                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9794                 /*
9795                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9796                  * We do not want newidle balance, which can be very
9797                  * frequent, pollute the failure counter causing
9798                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9799                  */
9800                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9801                         sd->nr_balance_failed++;
9802
9803                 if (need_active_balance(&env)) {
9804                         unsigned long flags;
9805
9806                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9807
9808                         /*
9809                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9810                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9811                          * moved to this_cpu:
9812                          */
9813                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9814                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9815                                                             flags);
9816                                 goto out_one_pinned;
9817                         }
9818
9819                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
9820                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
9821
9822                         /*
9823                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9824                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9825                          * only after active load balance is finished.
9826                          */
9827                         if (!busiest->active_balance) {
9828                                 busiest->active_balance = 1;
9829                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9830                                 active_balance = 1;
9831                         }
9832                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9833
9834                         if (active_balance) {
9835                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9836                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9837                                         &busiest->active_balance_work);
9838                         }
9839
9840                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9841                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9842                 }
9843         } else {
9844                 sd->nr_balance_failed = 0;
9845         }
9846
9847         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
9848                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9849                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9850         }
9851
9852         goto out;
9853
9854 out_balanced:
9855         /*
9856          * We reach balance although we may have faced some affinity
9857          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9858          * a chance to move and fix the imbalance.
9859          */
9860         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9861                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9862
9863                 if (*group_imbalance)
9864                         *group_imbalance = 0;
9865         }
9866
9867 out_all_pinned:
9868         /*
9869          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9870          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9871          * can try to migrate them.
9872          */
9873         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9874
9875         sd->nr_balance_failed = 0;
9876
9877 out_one_pinned:
9878         ld_moved = 0;
9879
9880         /*
9881          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9882          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9883          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
9884          * increase logic to avoid that.
9885          */
9886         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9887                 goto out;
9888
9889         /* tune up the balancing interval */
9890         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9891              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9892             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9893                 sd->balance_interval *= 2;
9894 out:
9895         return ld_moved;
9896 }
9897
9898 static inline unsigned long
9899 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9900 {
9901         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9902
9903         if (cpu_busy)
9904                 interval *= sd->busy_factor;
9905
9906         /* scale ms to jiffies */
9907         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9908
9909         /*
9910          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
9911          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
9912          * from being multiples of each other.
9913          */
9914         if (cpu_busy)
9915                 interval -= 1;
9916
9917         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9918
9919         return interval;
9920 }
9921
9922 static inline void
9923 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9924 {
9925         unsigned long interval, next;
9926
9927         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9928         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9929         next = sd->last_balance + interval;
9930
9931         if (time_after(*next_balance, next))
9932                 *next_balance = next;
9933 }
9934
9935 /*
9936  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9937  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9938  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9939  * avoids physical / logical imbalances.
9940  */
9941 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9942 {
9943         struct rq *busiest_rq = data;
9944         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9945         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9946         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9947         struct sched_domain *sd;
9948         struct task_struct *p = NULL;
9949         struct rq_flags rf;
9950
9951         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9952         /*
9953          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9954          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9955          * inactive CPUs.
9956          */
9957         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9958                 goto out_unlock;
9959
9960         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9961         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9962                      !busiest_rq->active_balance))
9963                 goto out_unlock;
9964
9965         /* Is there any task to move? */
9966         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9967                 goto out_unlock;
9968
9969         /*
9970          * This condition is "impossible", if it occurs
9971          * we need to fix it. Originally reported by
9972          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9973          */
9974         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9975
9976         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9977         rcu_read_lock();
9978         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9979                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9980                         break;
9981         }
9982
9983         if (likely(sd)) {
9984                 struct lb_env env = {
9985                         .sd             = sd,
9986                         .dst_cpu        = target_cpu,
9987                         .dst_rq         = target_rq,
9988                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9989                         .src_rq         = busiest_rq,
9990                         .idle           = CPU_IDLE,
9991                         /*
9992                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9993                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9994                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9995                          * about DST_PINNED.
9996                          */
9997                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9998                 };
9999
10000                 schedstat_inc(sd->alb_count);
10001                 update_rq_clock(busiest_rq);
10002
10003                 p = detach_one_task(&env);
10004                 if (p) {
10005                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
10006                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
10007                         sd->nr_balance_failed = 0;
10008                 } else {
10009                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
10010                 }
10011         }
10012         rcu_read_unlock();
10013 out_unlock:
10014         busiest_rq->active_balance = 0;
10015         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
10016
10017         if (p)
10018                 attach_one_task(target_rq, p);
10019
10020         local_irq_enable();
10021
10022         return 0;
10023 }
10024
10025 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
10026
10027 /*
10028  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
10029  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
10030  */
10031 void update_max_interval(void)
10032 {
10033         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
10034 }
10035
10036 /*
10037  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
10038  * and initiates a balancing operation if so.
10039  *
10040  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
10041  */
10042 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
10043 {
10044         int continue_balancing = 1;
10045         int cpu = rq->cpu;
10046         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10047         unsigned long interval;
10048         struct sched_domain *sd;
10049         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10050         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
10051         int update_next_balance = 0;
10052         int need_serialize, need_decay = 0;
10053         u64 max_cost = 0;
10054
10055         rcu_read_lock();
10056         for_each_domain(cpu, sd) {
10057                 /*
10058                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
10059                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
10060                  */
10061                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
10062                         sd->max_newidle_lb_cost =
10063                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
10064                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
10065                         need_decay = 1;
10066                 }
10067                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
10068
10069                 /*
10070                  * Stop the load balance at this level. There is another
10071                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
10072                  * actively.
10073                  */
10074                 if (!continue_balancing) {
10075                         if (need_decay)
10076                                 continue;
10077                         break;
10078                 }
10079
10080                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10081
10082                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
10083                 if (need_serialize) {
10084                         if (!spin_trylock(&balancing))
10085                                 goto out;
10086                 }
10087
10088                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
10089                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
10090                                 /*
10091                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10092                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10093                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10094                                  */
10095                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10096                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10097                         }
10098                         sd->last_balance = jiffies;
10099                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10100                 }
10101                 if (need_serialize)
10102                         spin_unlock(&balancing);
10103 out:
10104                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10105                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10106                         update_next_balance = 1;
10107                 }
10108         }
10109         if (need_decay) {
10110                 /*
10111                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10112                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10113                  */
10114                 rq->max_idle_balance_cost =
10115                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10116         }
10117         rcu_read_unlock();
10118
10119         /*
10120          * next_balance will be updated only when there is a need.
10121          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10122          * updated.
10123          */
10124         if (likely(update_next_balance))
10125                 rq->next_balance = next_balance;
10126
10127 }
10128
10129 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10130 {
10131         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10132 }
10133
10134 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10135 /*
10136  * idle load balancing details
10137  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10138  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10139  *   load balancing for all the idle CPUs.
10140  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
10141  *   anywhere yet.
10142  */
10143
10144 static inline int find_new_ilb(void)
10145 {
10146         int ilb;
10147
10148         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
10149                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
10150
10151                 if (ilb == smp_processor_id())
10152                         continue;
10153
10154                 if (idle_cpu(ilb))
10155                         return ilb;
10156         }
10157
10158         return nr_cpu_ids;
10159 }
10160
10161 /*
10162  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10163  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
10164  */
10165 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10166 {
10167         int ilb_cpu;
10168
10169         /*
10170          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10171          * not if we only update stats.
10172          */
10173         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10174                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10175
10176         ilb_cpu = find_new_ilb();
10177
10178         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10179                 return;
10180
10181         /*
10182          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10183          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10184          */
10185         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10186         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10187                 return;
10188
10189         /*
10190          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10191          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10192          * will be run before returning from the IPI.
10193          */
10194         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10195 }
10196
10197 /*
10198  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10199  * of idle CPUs in the system.
10200  */
10201 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10202 {
10203         unsigned long now = jiffies;
10204         struct sched_domain_shared *sds;
10205         struct sched_domain *sd;
10206         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10207         unsigned int flags = 0;
10208
10209         if (unlikely(rq->idle_balance))
10210                 return;
10211
10212         /*
10213          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10214          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10215          */
10216         nohz_balance_exit_idle(rq);
10217
10218         /*
10219          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10220          * balancing.
10221          */
10222         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10223                 return;
10224
10225         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10226             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10227                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10228
10229         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10230                 goto out;
10231
10232         if (rq->nr_running >= 2) {
10233                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10234                 goto out;
10235         }
10236
10237         rcu_read_lock();
10238
10239         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10240         if (sd) {
10241                 /*
10242                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10243                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10244                  * on.
10245                  */
10246                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10247                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10248                         goto unlock;
10249                 }
10250         }
10251
10252         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10253         if (sd) {
10254                 /*
10255                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10256                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10257                  * around.
10258                  */
10259                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10260                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10261                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10262                                 goto unlock;
10263                         }
10264                 }
10265         }
10266
10267         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10268         if (sd) {
10269                 /*
10270                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10271                  * to run the misfit task on.
10272                  */
10273                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10274                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10275                         goto unlock;
10276                 }
10277
10278                 /*
10279                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10280                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10281                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10282                  *
10283                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10284                  */
10285                 goto unlock;
10286         }
10287
10288         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10289         if (sds) {
10290                 /*
10291                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10292                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10293                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10294                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10295                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10296                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10297                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10298                  */
10299                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10300                 if (nr_busy > 1) {
10301                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10302                         goto unlock;
10303                 }
10304         }
10305 unlock:
10306         rcu_read_unlock();
10307 out:
10308         if (flags)
10309                 kick_ilb(flags);
10310 }
10311
10312 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10313 {
10314         struct sched_domain *sd;
10315
10316         rcu_read_lock();
10317         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10318
10319         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10320                 goto unlock;
10321         sd->nohz_idle = 0;
10322
10323         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10324 unlock:
10325         rcu_read_unlock();
10326 }
10327
10328 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10329 {
10330         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10331
10332         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10333                 return;
10334
10335         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10336         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10337         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10338
10339         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10340 }
10341
10342 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10343 {
10344         struct sched_domain *sd;
10345
10346         rcu_read_lock();
10347         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10348
10349         if (!sd || sd->nohz_idle)
10350                 goto unlock;
10351         sd->nohz_idle = 1;
10352
10353         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10354 unlock:
10355         rcu_read_unlock();
10356 }
10357
10358 /*
10359  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10360  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10361  */
10362 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10363 {
10364         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10365
10366         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10367
10368         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10369         if (!cpu_active(cpu))
10370                 return;
10371
10372         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10373         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
10374                 return;
10375
10376         /*
10377          * Can be set safely without rq->lock held
10378          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10379          * rq->lock is held during the check and the clear
10380          */
10381         rq->has_blocked_load = 1;
10382
10383         /*
10384          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10385          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10386          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10387          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10388          */
10389         if (rq->nohz_tick_stopped)
10390                 goto out;
10391
10392         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10393         if (on_null_domain(rq))
10394                 return;
10395
10396         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10397
10398         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10399         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10400
10401         /*
10402          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10403          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10404          * store.
10405          */
10406         smp_mb__after_atomic();
10407
10408         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10409
10410 out:
10411         /*
10412          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10413          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10414          */
10415         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10416 }
10417
10418 /*
10419  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10420  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10421  * tasks movement depending of flags.
10422  */
10423 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
10424                                enum cpu_idle_type idle)
10425 {
10426         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10427         unsigned long now = jiffies;
10428         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10429         bool has_blocked_load = false;
10430         int update_next_balance = 0;
10431         int this_cpu = this_rq->cpu;
10432         int balance_cpu;
10433         struct rq *rq;
10434
10435         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10436
10437         /*
10438          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10439          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10440          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
10441          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10442          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10443          * check the load of an idle cpu.
10444          */
10445         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10446
10447         /*
10448          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10449          * store from nohz_balance_enter_idle().
10450          */
10451         smp_mb();
10452
10453         /*
10454          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
10455          * chance for other idle cpu to pull load.
10456          */
10457         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
10458                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
10459                         continue;
10460
10461                 /*
10462                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10463                  * work being done for other CPUs. Next load
10464                  * balancing owner will pick it up.
10465                  */
10466                 if (need_resched()) {
10467                         has_blocked_load = true;
10468                         goto abort;
10469                 }
10470
10471                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10472
10473                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
10474
10475                 /*
10476                  * If time for next balance is due,
10477                  * do the balance.
10478                  */
10479                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10480                         struct rq_flags rf;
10481
10482                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10483                         update_rq_clock(rq);
10484                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10485
10486                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10487                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10488                 }
10489
10490                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10491                         next_balance = rq->next_balance;
10492                         update_next_balance = 1;
10493                 }
10494         }
10495
10496         /*
10497          * next_balance will be updated only when there is a need.
10498          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10499          * updated.
10500          */
10501         if (likely(update_next_balance))
10502                 nohz.next_balance = next_balance;
10503
10504         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
10505                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
10506
10507 abort:
10508         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10509         if (has_blocked_load)
10510                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10511 }
10512
10513 /*
10514  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10515  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10516  */
10517 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10518 {
10519         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
10520
10521         if (!flags)
10522                 return false;
10523
10524         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
10525
10526         if (idle != CPU_IDLE)
10527                 return false;
10528
10529         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10530
10531         return true;
10532 }
10533
10534 /*
10535  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
10536  * idle state.
10537  */
10538 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
10539 {
10540         unsigned int flags;
10541
10542         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
10543
10544         /*
10545          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
10546          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
10547          */
10548         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
10549                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK, CPU_IDLE);
10550 }
10551
10552 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10553 {
10554         int this_cpu = this_rq->cpu;
10555
10556         /*
10557          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10558          * housekeeping
10559          */
10560         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
10561                 return;
10562
10563         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10564         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10565                 return;
10566
10567         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10568         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10569             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10570                 return;
10571
10572         /*
10573          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
10574          * before entering idle state.
10575          */
10576         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
10577 }
10578
10579 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10580 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10581
10582 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10583 {
10584         return false;
10585 }
10586
10587 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10588 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10589
10590 /*
10591  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10592  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10593  *
10594  * Returns:
10595  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10596  *     0 - failed, no new tasks
10597  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10598  */
10599 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10600 {
10601         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10602         int this_cpu = this_rq->cpu;
10603         struct sched_domain *sd;
10604         int pulled_task = 0;
10605         u64 curr_cost = 0;
10606
10607         update_misfit_status(NULL, this_rq);
10608         /*
10609          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
10610          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
10611          */
10612         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
10613
10614         /*
10615          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
10616          */
10617         if (!cpu_active(this_cpu))
10618                 return 0;
10619
10620         /*
10621          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
10622          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
10623          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
10624          * re-start the picking loop.
10625          */
10626         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
10627
10628         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
10629             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
10630
10631                 rcu_read_lock();
10632                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
10633                 if (sd)
10634                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10635                 rcu_read_unlock();
10636
10637                 goto out;
10638         }
10639
10640         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10641
10642         update_blocked_averages(this_cpu);
10643         rcu_read_lock();
10644         for_each_domain(this_cpu, sd) {
10645                 int continue_balancing = 1;
10646                 u64 t0, domain_cost;
10647
10648                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
10649                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10650                         break;
10651                 }
10652
10653                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
10654                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
10655
10656                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
10657                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
10658                                                    &continue_balancing);
10659
10660                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
10661                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
10662                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
10663
10664                         curr_cost += domain_cost;
10665                 }
10666
10667                 update_next_balance(sd, &next_balance);
10668
10669                 /*
10670                  * Stop searching for tasks to pull if there are
10671                  * now runnable tasks on this rq.
10672                  */
10673                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
10674                         break;
10675         }
10676         rcu_read_unlock();
10677
10678         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10679
10680         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
10681                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
10682
10683         /*
10684          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
10685          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
10686          * pretend we pulled a task.
10687          */
10688         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
10689                 pulled_task = 1;
10690
10691         /* Is there a task of a high priority class? */
10692         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
10693                 pulled_task = -1;
10694
10695 out:
10696         /* Move the next balance forward */
10697         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
10698                 this_rq->next_balance = next_balance;
10699
10700         if (pulled_task)
10701                 this_rq->idle_stamp = 0;
10702         else
10703                 nohz_newidle_balance(this_rq);
10704
10705         rq_repin_lock(this_rq, rf);
10706
10707         return pulled_task;
10708 }
10709
10710 /*
10711  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
10712  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
10713  */
10714 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
10715 {
10716         struct rq *this_rq = this_rq();
10717         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
10718                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10719
10720         /*
10721          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10722          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10723          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10724          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10725          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10726          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10727          */
10728         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10729                 return;
10730
10731         /* normal load balance */
10732         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10733         rebalance_domains(this_rq, idle);
10734 }
10735
10736 /*
10737  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10738  */
10739 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10740 {
10741         /*
10742          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
10743          * runqueue CPU is not active
10744          */
10745         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
10746                 return;
10747
10748         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10749                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10750
10751         nohz_balancer_kick(rq);
10752 }
10753
10754 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10755 {
10756         update_sysctl();
10757
10758         update_runtime_enabled(rq);
10759 }
10760
10761 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10762 {
10763         update_sysctl();
10764
10765         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10766         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10767 }
10768
10769 #endif /* CONFIG_SMP */
10770
10771 /*
10772  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10773  *
10774  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10775  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10776  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10777  * parameters.
10778  */
10779 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10780 {
10781         struct cfs_rq *cfs_rq;
10782         struct sched_entity *se = &curr->se;
10783
10784         for_each_sched_entity(se) {
10785                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10786                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10787         }
10788
10789         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10790                 task_tick_numa(rq, curr);
10791
10792         update_misfit_status(curr, rq);
10793         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10794 }
10795
10796 /*
10797  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10798  *  - child not yet on the tasklist
10799  *  - preemption disabled
10800  */
10801 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10802 {
10803         struct cfs_rq *cfs_rq;
10804         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10805         struct rq *rq = this_rq();
10806         struct rq_flags rf;
10807
10808         rq_lock(rq, &rf);
10809         update_rq_clock(rq);
10810
10811         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10812         curr = cfs_rq->curr;
10813         if (curr) {
10814                 update_curr(cfs_rq);
10815                 se->vruntime = curr->vruntime;
10816         }
10817         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10818
10819         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10820                 /*
10821                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10822                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10823                  */
10824                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10825                 resched_curr(rq);
10826         }
10827
10828         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10829         rq_unlock(rq, &rf);
10830 }
10831
10832 /*
10833  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10834  * the current task.
10835  */
10836 static void
10837 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10838 {
10839         if (!task_on_rq_queued(p))
10840                 return;
10841
10842         if (rq->cfs.nr_running == 1)
10843                 return;
10844
10845         /*
10846          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10847          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10848          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10849          */
10850         if (task_current(rq, p)) {
10851                 if (p->prio > oldprio)
10852                         resched_curr(rq);
10853         } else
10854                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10855 }
10856
10857 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10858 {
10859         struct sched_entity *se = &p->se;
10860
10861         /*
10862          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10863          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10864          * vruntime.
10865          */
10866         if (p->on_rq)
10867                 return true;
10868
10869         /*
10870          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10871          * But there are some cases where it has already been normalized:
10872          *
10873          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10874          *   wake_up_new_task().
10875          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10876          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10877          */
10878         if (!se->sum_exec_runtime ||
10879             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10880                 return true;
10881
10882         return false;
10883 }
10884
10885 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10886 /*
10887  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10888  * visible to the root
10889  */
10890 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10891 {
10892         struct cfs_rq *cfs_rq;
10893
10894         /* Start to propagate at parent */
10895         se = se->parent;
10896
10897         for_each_sched_entity(se) {
10898                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10899
10900                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10901                         break;
10902
10903                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10904         }
10905 }
10906 #else
10907 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10908 #endif
10909
10910 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10911 {
10912         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10913
10914         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10915         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10916         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10917         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10918         propagate_entity_cfs_rq(se);
10919 }
10920
10921 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10922 {
10923         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10924
10925 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10926         /*
10927          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10928          * class maintain depth value), reset depth properly.
10929          */
10930         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10931 #endif
10932
10933         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10934         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10935         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10936         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10937         propagate_entity_cfs_rq(se);
10938 }
10939
10940 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10941 {
10942         struct sched_entity *se = &p->se;
10943         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10944
10945         if (!vruntime_normalized(p)) {
10946                 /*
10947                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10948                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10949                  */
10950                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10951                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10952         }
10953
10954         detach_entity_cfs_rq(se);
10955 }
10956
10957 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10958 {
10959         struct sched_entity *se = &p->se;
10960         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10961
10962         attach_entity_cfs_rq(se);
10963
10964         if (!vruntime_normalized(p))
10965                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10966 }
10967
10968 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10969 {
10970         detach_task_cfs_rq(p);
10971 }
10972
10973 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10974 {
10975         attach_task_cfs_rq(p);
10976
10977         if (task_on_rq_queued(p)) {
10978                 /*
10979                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10980                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10981                  * if we can still preempt the current task.
10982                  */
10983                 if (task_current(rq, p))
10984                         resched_curr(rq);
10985                 else
10986                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10987         }
10988 }
10989
10990 /* Account for a task changing its policy or group.
10991  *
10992  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10993  * migrates between groups/classes.
10994  */
10995 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
10996 {
10997         struct sched_entity *se = &p->se;
10998
10999 #ifdef CONFIG_SMP
11000         if (task_on_rq_queued(p)) {
11001                 /*
11002                  * Move the next running task to the front of the list, so our
11003                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
11004                  */
11005                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
11006         }
11007 #endif
11008
11009         for_each_sched_entity(se) {
11010                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11011
11012                 set_next_entity(cfs_rq, se);
11013                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
11014                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
11015         }
11016 }
11017
11018 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
11019 {
11020         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
11021         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
11022 #ifndef CONFIG_64BIT
11023         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
11024 #endif
11025 #ifdef CONFIG_SMP
11026         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
11027 #endif
11028 }
11029
11030 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11031 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
11032 {
11033         struct sched_entity *se = &p->se;
11034
11035         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11036         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11037 }
11038
11039 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
11040 {
11041         detach_task_cfs_rq(p);
11042         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11043
11044 #ifdef CONFIG_SMP
11045         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
11046         p->se.avg.last_update_time = 0;
11047 #endif
11048         attach_task_cfs_rq(p);
11049 }
11050
11051 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
11052 {
11053         switch (type) {
11054         case TASK_SET_GROUP:
11055                 task_set_group_fair(p);
11056                 break;
11057
11058         case TASK_MOVE_GROUP:
11059                 task_move_group_fair(p);
11060                 break;
11061         }
11062 }
11063
11064 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11065 {
11066         int i;
11067
11068         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11069
11070         for_each_possible_cpu(i) {
11071                 if (tg->cfs_rq)
11072                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
11073                 if (tg->se)
11074                         kfree(tg->se[i]);
11075         }
11076
11077         kfree(tg->cfs_rq);
11078         kfree(tg->se);
11079 }
11080
11081 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11082 {
11083         struct sched_entity *se;
11084         struct cfs_rq *cfs_rq;
11085         int i;
11086
11087         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11088         if (!tg->cfs_rq)
11089                 goto err;
11090         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11091         if (!tg->se)
11092                 goto err;
11093
11094         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11095
11096         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11097
11098         for_each_possible_cpu(i) {
11099                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11100                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11101                 if (!cfs_rq)
11102                         goto err;
11103
11104                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
11105                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11106                 if (!se)
11107                         goto err_free_rq;
11108
11109                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11110                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11111                 init_entity_runnable_average(se);
11112         }
11113
11114         return 1;
11115
11116 err_free_rq:
11117         kfree(cfs_rq);
11118 err:
11119         return 0;
11120 }
11121
11122 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11123 {
11124         struct sched_entity *se;
11125         struct rq_flags rf;
11126         struct rq *rq;
11127         int i;
11128
11129         for_each_possible_cpu(i) {
11130                 rq = cpu_rq(i);
11131                 se = tg->se[i];
11132                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11133                 update_rq_clock(rq);
11134                 attach_entity_cfs_rq(se);
11135                 sync_throttle(tg, i);
11136                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11137         }
11138 }
11139
11140 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11141 {
11142         unsigned long flags;
11143         struct rq *rq;
11144         int cpu;
11145
11146         for_each_possible_cpu(cpu) {
11147                 if (tg->se[cpu])
11148                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11149
11150                 /*
11151                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11152                  * check on_list without danger of it being re-added.
11153                  */
11154                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11155                         continue;
11156
11157                 rq = cpu_rq(cpu);
11158
11159                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
11160                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11161                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
11162         }
11163 }
11164
11165 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11166                         struct sched_entity *se, int cpu,
11167                         struct sched_entity *parent)
11168 {
11169         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11170
11171         cfs_rq->tg = tg;
11172         cfs_rq->rq = rq;
11173         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11174
11175         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11176         tg->se[cpu] = se;
11177
11178         /* se could be NULL for root_task_group */
11179         if (!se)
11180                 return;
11181
11182         if (!parent) {
11183                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11184                 se->depth = 0;
11185         } else {
11186                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11187                 se->depth = parent->depth + 1;
11188         }
11189
11190         se->my_q = cfs_rq;
11191         /* guarantee group entities always have weight */
11192         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11193         se->parent = parent;
11194 }
11195
11196 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11197
11198 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11199 {
11200         int i;
11201
11202         /*
11203          * We can't change the weight of the root cgroup.
11204          */
11205         if (!tg->se[0])
11206                 return -EINVAL;
11207
11208         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11209
11210         mutex_lock(&shares_mutex);
11211         if (tg->shares == shares)
11212                 goto done;
11213
11214         tg->shares = shares;
11215         for_each_possible_cpu(i) {
11216                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11217                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11218                 struct rq_flags rf;
11219
11220                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11221                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11222                 update_rq_clock(rq);
11223                 for_each_sched_entity(se) {
11224                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11225                         update_cfs_group(se);
11226                 }
11227                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11228         }
11229
11230 done:
11231         mutex_unlock(&shares_mutex);
11232         return 0;
11233 }
11234 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11235
11236 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11237
11238 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11239 {
11240         return 1;
11241 }
11242
11243 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11244
11245 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11246
11247 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11248
11249
11250 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11251 {
11252         struct sched_entity *se = &task->se;
11253         unsigned int rr_interval = 0;
11254
11255         /*
11256          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11257          * idle runqueue:
11258          */
11259         if (rq->cfs.load.weight)
11260                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11261
11262         return rr_interval;
11263 }
11264
11265 /*
11266  * All the scheduling class methods:
11267  */
11268 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
11269
11270         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11271         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11272         .yield_task             = yield_task_fair,
11273         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11274
11275         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11276
11277         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11278         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11279         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11280
11281 #ifdef CONFIG_SMP
11282         .balance                = balance_fair,
11283         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11284         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
11285
11286         .rq_online              = rq_online_fair,
11287         .rq_offline             = rq_offline_fair,
11288
11289         .task_dead              = task_dead_fair,
11290         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
11291 #endif
11292
11293         .task_tick              = task_tick_fair,
11294         .task_fork              = task_fork_fair,
11295
11296         .prio_changed           = prio_changed_fair,
11297         .switched_from          = switched_from_fair,
11298         .switched_to            = switched_to_fair,
11299
11300         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
11301
11302         .update_curr            = update_curr_fair,
11303
11304 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11305         .task_change_group      = task_change_group_fair,
11306 #endif
11307
11308 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
11309         .uclamp_enabled         = 1,
11310 #endif
11311 };
11312
11313 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
11314 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
11315 {
11316         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
11317
11318         rcu_read_lock();
11319         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
11320                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
11321         rcu_read_unlock();
11322 }
11323
11324 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
11325 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
11326 {
11327         int node;
11328         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
11329         struct numa_group *ng;
11330
11331         rcu_read_lock();
11332         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
11333         for_each_online_node(node) {
11334                 if (p->numa_faults) {
11335                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
11336                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11337                 }
11338                 if (ng) {
11339                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
11340                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11341                 }
11342                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
11343         }
11344         rcu_read_unlock();
11345 }
11346 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
11347 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
11348
11349 __init void init_sched_fair_class(void)
11350 {
11351 #ifdef CONFIG_SMP
11352         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
11353
11354 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11355         nohz.next_balance = jiffies;
11356         nohz.next_blocked = jiffies;
11357         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
11358 #endif
11359 #endif /* SMP */
11360
11361 }
11362
11363 /*
11364  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
11365  */
11366
11367 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
11368 {
11369 #ifdef CONFIG_SMP
11370         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
11371 #else
11372         return NULL;
11373 #endif
11374 }
11375 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
11376
11377 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
11378 {
11379         if (!cfs_rq) {
11380                 if (str)
11381                         strlcpy(str, "(null)", len);
11382                 else
11383                         return NULL;
11384         }
11385
11386         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
11387         return str;
11388 }
11389 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
11390
11391 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
11392 {
11393         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
11394 }
11395 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
11396
11397 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
11398 {
11399 #ifdef CONFIG_SMP
11400         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
11401 #else
11402         return NULL;
11403 #endif
11404 }
11405 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
11406
11407 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
11408 {
11409 #ifdef CONFIG_SMP
11410         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
11411 #else
11412         return NULL;
11413 #endif
11414 }
11415 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
11416
11417 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
11418 {
11419 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
11420         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
11421 #else
11422         return NULL;
11423 #endif
11424 }
11425 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
11426
11427 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
11428 {
11429         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
11430 }
11431 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
11432
11433 int sched_trace_rq_cpu_capacity(struct rq *rq)
11434 {
11435         return rq ?
11436 #ifdef CONFIG_SMP
11437                 rq->cpu_capacity
11438 #else
11439                 SCHED_CAPACITY_SCALE
11440 #endif
11441                 : -1;
11442 }
11443 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu_capacity);
11444
11445 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
11446 {
11447 #ifdef CONFIG_SMP
11448         return rd ? rd->span : NULL;
11449 #else
11450         return NULL;
11451 #endif
11452 }
11453 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);
11454
11455 int sched_trace_rq_nr_running(struct rq *rq)
11456 {
11457         return rq ? rq->nr_running : -1;
11458 }
11459 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_nr_running);