sched,fair: Alternative sched_slice()
[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 unsigned int 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 /*
117  * The margin used when comparing CPU capacities.
118  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
119  *
120  * (default: ~5%)
121  */
122 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
123 #endif
124
125 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
126 /*
127  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
128  * each time a cfs_rq requests quota.
129  *
130  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
131  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
132  * we will always only issue the remaining available time.
133  *
134  * (default: 5 msec, units: microseconds)
135  */
136 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
137 #endif
138
139 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
140 {
141         lw->weight += inc;
142         lw->inv_weight = 0;
143 }
144
145 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
146 {
147         lw->weight -= dec;
148         lw->inv_weight = 0;
149 }
150
151 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
152 {
153         lw->weight = w;
154         lw->inv_weight = 0;
155 }
156
157 /*
158  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
159  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
160  * to users decreases. But the relationship is not linear,
161  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
162  * number of CPUs.
163  *
164  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
165  */
166 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
167 {
168         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
169         unsigned int factor;
170
171         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
172         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
173                 factor = 1;
174                 break;
175         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
176                 factor = cpus;
177                 break;
178         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
179         default:
180                 factor = 1 + ilog2(cpus);
181                 break;
182         }
183
184         return factor;
185 }
186
187 static void update_sysctl(void)
188 {
189         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
190
191 #define SET_SYSCTL(name) \
192         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
193         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
194         SET_SYSCTL(sched_latency);
195         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
196 #undef SET_SYSCTL
197 }
198
199 void __init sched_init_granularity(void)
200 {
201         update_sysctl();
202 }
203
204 #define WMULT_CONST     (~0U)
205 #define WMULT_SHIFT     32
206
207 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
208 {
209         unsigned long w;
210
211         if (likely(lw->inv_weight))
212                 return;
213
214         w = scale_load_down(lw->weight);
215
216         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
217                 lw->inv_weight = 1;
218         else if (unlikely(!w))
219                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
220         else
221                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
222 }
223
224 /*
225  * delta_exec * weight / lw.weight
226  *   OR
227  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
228  *
229  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
230  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
231  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
232  *
233  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
234  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
235  */
236 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
237 {
238         u64 fact = scale_load_down(weight);
239         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
240         int shift = WMULT_SHIFT;
241         int fs;
242
243         __update_inv_weight(lw);
244
245         if (unlikely(fact_hi)) {
246                 fs = fls(fact_hi);
247                 shift -= fs;
248                 fact >>= fs;
249         }
250
251         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
252
253         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
254         if (fact_hi) {
255                 fs = fls(fact_hi);
256                 shift -= fs;
257                 fact >>= fs;
258         }
259
260         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
261 }
262
263
264 const struct sched_class fair_sched_class;
265
266 /**************************************************************
267  * CFS operations on generic schedulable entities:
268  */
269
270 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
271 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
272 {
273         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
274         return container_of(se, struct task_struct, se);
275 }
276
277 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
278 #define for_each_sched_entity(se) \
279                 for (; se; se = se->parent)
280
281 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
282 {
283         return p->se.cfs_rq;
284 }
285
286 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
287 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
288 {
289         return se->cfs_rq;
290 }
291
292 /* runqueue "owned" by this group */
293 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
294 {
295         return grp->my_q;
296 }
297
298 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
299 {
300         if (!path)
301                 return;
302
303         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
304                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
305         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
306                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
307         else
308                 strlcpy(path, "(null)", len);
309 }
310
311 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
312 {
313         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
314         int cpu = cpu_of(rq);
315
316         if (cfs_rq->on_list)
317                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
318
319         cfs_rq->on_list = 1;
320
321         /*
322          * Ensure we either appear before our parent (if already
323          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
324          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
325          * reduces this to two cases and a special case for the root
326          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
327          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
328          * to a tree or when we reach the top of the tree
329          */
330         if (cfs_rq->tg->parent &&
331             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
332                 /*
333                  * If parent is already on the list, we add the child
334                  * just before. Thanks to circular linked property of
335                  * the list, this means to put the child at the tail
336                  * of the list that starts by parent.
337                  */
338                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
339                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
340                 /*
341                  * The branch is now connected to its tree so we can
342                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
343                  * list.
344                  */
345                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
346                 return true;
347         }
348
349         if (!cfs_rq->tg->parent) {
350                 /*
351                  * cfs rq without parent should be put
352                  * at the tail of the list.
353                  */
354                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
355                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
356                 /*
357                  * We have reach the top of a tree so we can reset
358                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
359                  */
360                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
361                 return true;
362         }
363
364         /*
365          * The parent has not already been added so we want to
366          * make sure that it will be put after us.
367          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
368          * where we will add parent.
369          */
370         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
371         /*
372          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
373          * of the branch
374          */
375         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
376         return false;
377 }
378
379 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
380 {
381         if (cfs_rq->on_list) {
382                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
383
384                 /*
385                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
386                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
387                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
388                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
389                  * at the end of the enqueue.
390                  */
391                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
392                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
393
394                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
395                 cfs_rq->on_list = 0;
396         }
397 }
398
399 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
400 {
401         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
402 }
403
404 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
405 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
406         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
407                                  leaf_cfs_rq_list)
408
409 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
410 static inline struct cfs_rq *
411 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
412 {
413         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
414                 return se->cfs_rq;
415
416         return NULL;
417 }
418
419 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
420 {
421         return se->parent;
422 }
423
424 static void
425 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
426 {
427         int se_depth, pse_depth;
428
429         /*
430          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
431          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
432          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
433          * parent.
434          */
435
436         /* First walk up until both entities are at same depth */
437         se_depth = (*se)->depth;
438         pse_depth = (*pse)->depth;
439
440         while (se_depth > pse_depth) {
441                 se_depth--;
442                 *se = parent_entity(*se);
443         }
444
445         while (pse_depth > se_depth) {
446                 pse_depth--;
447                 *pse = parent_entity(*pse);
448         }
449
450         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
451                 *se = parent_entity(*se);
452                 *pse = parent_entity(*pse);
453         }
454 }
455
456 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
457
458 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
459 {
460         return container_of(se, struct task_struct, se);
461 }
462
463 #define for_each_sched_entity(se) \
464                 for (; se; se = NULL)
465
466 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
467 {
468         return &task_rq(p)->cfs;
469 }
470
471 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
472 {
473         struct task_struct *p = task_of(se);
474         struct rq *rq = task_rq(p);
475
476         return &rq->cfs;
477 }
478
479 /* runqueue "owned" by this group */
480 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
481 {
482         return NULL;
483 }
484
485 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
486 {
487         if (path)
488                 strlcpy(path, "(null)", len);
489 }
490
491 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
492 {
493         return true;
494 }
495
496 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
497 {
498 }
499
500 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
501 {
502 }
503
504 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
505                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
506
507 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
508 {
509         return NULL;
510 }
511
512 static inline void
513 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
514 {
515 }
516
517 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
518
519 static __always_inline
520 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
521
522 /**************************************************************
523  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
524  */
525
526 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
527 {
528         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
529         if (delta > 0)
530                 max_vruntime = vruntime;
531
532         return max_vruntime;
533 }
534
535 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
536 {
537         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
538         if (delta < 0)
539                 min_vruntime = vruntime;
540
541         return min_vruntime;
542 }
543
544 static inline bool entity_before(struct sched_entity *a,
545                                 struct sched_entity *b)
546 {
547         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
548 }
549
550 #define __node_2_se(node) \
551         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
552
553 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
554 {
555         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
556         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
557
558         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
559
560         if (curr) {
561                 if (curr->on_rq)
562                         vruntime = curr->vruntime;
563                 else
564                         curr = NULL;
565         }
566
567         if (leftmost) { /* non-empty tree */
568                 struct sched_entity *se = __node_2_se(leftmost);
569
570                 if (!curr)
571                         vruntime = se->vruntime;
572                 else
573                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
574         }
575
576         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
577         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
578 #ifndef CONFIG_64BIT
579         smp_wmb();
580         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
581 #endif
582 }
583
584 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
585 {
586         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
587 }
588
589 /*
590  * Enqueue an entity into the rb-tree:
591  */
592 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
593 {
594         rb_add_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline, __entity_less);
595 }
596
597 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
598 {
599         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
600 }
601
602 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
603 {
604         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
605
606         if (!left)
607                 return NULL;
608
609         return __node_2_se(left);
610 }
611
612 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
613 {
614         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
615
616         if (!next)
617                 return NULL;
618
619         return __node_2_se(next);
620 }
621
622 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
623 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
624 {
625         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
626
627         if (!last)
628                 return NULL;
629
630         return __node_2_se(last);
631 }
632
633 /**************************************************************
634  * Scheduling class statistics methods:
635  */
636
637 int sched_update_scaling(void)
638 {
639         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
640
641         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
642                                         sysctl_sched_min_granularity);
643
644 #define WRT_SYSCTL(name) \
645         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
646         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
647         WRT_SYSCTL(sched_latency);
648         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
649 #undef WRT_SYSCTL
650
651         return 0;
652 }
653 #endif
654
655 /*
656  * delta /= w
657  */
658 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
659 {
660         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
661                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
662
663         return delta;
664 }
665
666 /*
667  * The idea is to set a period in which each task runs once.
668  *
669  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
670  * this period because otherwise the slices get too small.
671  *
672  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
673  */
674 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
675 {
676         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
677                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
678         else
679                 return sysctl_sched_latency;
680 }
681
682 /*
683  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
684  * proportional to the weight.
685  *
686  * s = p*P[w/rw]
687  */
688 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
689 {
690         unsigned int nr_running = cfs_rq->nr_running;
691         u64 slice;
692
693         if (sched_feat(ALT_PERIOD))
694                 nr_running = rq_of(cfs_rq)->cfs.h_nr_running;
695
696         slice = __sched_period(nr_running + !se->on_rq);
697
698         for_each_sched_entity(se) {
699                 struct load_weight *load;
700                 struct load_weight lw;
701
702                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
703                 load = &cfs_rq->load;
704
705                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
706                         lw = cfs_rq->load;
707
708                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
709                         load = &lw;
710                 }
711                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
712         }
713
714         if (sched_feat(BASE_SLICE))
715                 slice = max(slice, (u64)sysctl_sched_min_granularity);
716
717         return slice;
718 }
719
720 /*
721  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
722  *
723  * vs = s/w
724  */
725 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
726 {
727         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
728 }
729
730 #include "pelt.h"
731 #ifdef CONFIG_SMP
732
733 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
734 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
735 static unsigned long capacity_of(int cpu);
736
737 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
738 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
739 {
740         struct sched_avg *sa = &se->avg;
741
742         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
743
744         /*
745          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
746          * they get a chance to stabilize to their real load level.
747          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
748          * nothing has been attached to the task group yet.
749          */
750         if (entity_is_task(se))
751                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
752
753         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
754 }
755
756 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
757
758 /*
759  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
760  * based on the cfs_rq's current util_avg:
761  *
762  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
763  *
764  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
765  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
766  * as when the series is a harmonic series.
767  *
768  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
769  * only 1/2 of the left utilization budget:
770  *
771  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
772  *
773  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
774  *
775  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
776  * the beginning would be like:
777  *
778  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
779  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
780  *
781  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
782  * if util_avg > util_avg_cap.
783  */
784 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
785 {
786         struct sched_entity *se = &p->se;
787         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
788         struct sched_avg *sa = &se->avg;
789         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
790         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
791
792         if (cap > 0) {
793                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
794                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
795                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
796
797                         if (sa->util_avg > cap)
798                                 sa->util_avg = cap;
799                 } else {
800                         sa->util_avg = cap;
801                 }
802         }
803
804         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
805
806         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
807                 /*
808                  * For !fair tasks do:
809                  *
810                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
811                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
812                 switched_from_fair(rq, p);
813                  *
814                  * such that the next switched_to_fair() has the
815                  * expected state.
816                  */
817                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
818                 return;
819         }
820
821         attach_entity_cfs_rq(se);
822 }
823
824 #else /* !CONFIG_SMP */
825 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
826 {
827 }
828 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
829 {
830 }
831 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
832 {
833 }
834 #endif /* CONFIG_SMP */
835
836 /*
837  * Update the current task's runtime statistics.
838  */
839 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
840 {
841         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
842         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
843         u64 delta_exec;
844
845         if (unlikely(!curr))
846                 return;
847
848         delta_exec = now - curr->exec_start;
849         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
850                 return;
851
852         curr->exec_start = now;
853
854         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
855                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
856
857         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
858         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
859
860         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
861         update_min_vruntime(cfs_rq);
862
863         if (entity_is_task(curr)) {
864                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
865
866                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
867                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
868                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
869         }
870
871         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
872 }
873
874 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
875 {
876         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
877 }
878
879 static inline void
880 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
881 {
882         u64 wait_start, prev_wait_start;
883
884         if (!schedstat_enabled())
885                 return;
886
887         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
888         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
889
890         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
891             likely(wait_start > prev_wait_start))
892                 wait_start -= prev_wait_start;
893
894         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
895 }
896
897 static inline void
898 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
899 {
900         struct task_struct *p;
901         u64 delta;
902
903         if (!schedstat_enabled())
904                 return;
905
906         /*
907          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
908          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
909          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
910          * scenario.
911          */
912         if (unlikely(!schedstat_val(se->statistics.wait_start)))
913                 return;
914
915         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
916
917         if (entity_is_task(se)) {
918                 p = task_of(se);
919                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
920                         /*
921                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
922                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
923                          * prior to migration.
924                          */
925                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
926                         return;
927                 }
928                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
929         }
930
931         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
932                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
933         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
934         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
935         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
936 }
937
938 static inline void
939 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
940 {
941         struct task_struct *tsk = NULL;
942         u64 sleep_start, block_start;
943
944         if (!schedstat_enabled())
945                 return;
946
947         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
948         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
949
950         if (entity_is_task(se))
951                 tsk = task_of(se);
952
953         if (sleep_start) {
954                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
955
956                 if ((s64)delta < 0)
957                         delta = 0;
958
959                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
960                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
961
962                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
963                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
964
965                 if (tsk) {
966                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
967                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
968                 }
969         }
970         if (block_start) {
971                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
972
973                 if ((s64)delta < 0)
974                         delta = 0;
975
976                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
977                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
978
979                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
980                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
981
982                 if (tsk) {
983                         if (tsk->in_iowait) {
984                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
985                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
986                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
987                         }
988
989                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
990
991                         /*
992                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
993                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
994                          * amount of time that the task spent sleeping:
995                          */
996                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
997                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
998                                                 (void *)get_wchan(tsk),
999                                                 delta >> 20);
1000                         }
1001                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1002                 }
1003         }
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Task is being enqueued - update stats:
1008  */
1009 static inline void
1010 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1011 {
1012         if (!schedstat_enabled())
1013                 return;
1014
1015         /*
1016          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1017          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1018          */
1019         if (se != cfs_rq->curr)
1020                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1021
1022         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1023                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1024 }
1025
1026 static inline void
1027 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1028 {
1029
1030         if (!schedstat_enabled())
1031                 return;
1032
1033         /*
1034          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1035          * waiting task:
1036          */
1037         if (se != cfs_rq->curr)
1038                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1039
1040         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1041                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1042
1043                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1044                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1045                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1046                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1047                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1048                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1049         }
1050 }
1051
1052 /*
1053  * We are picking a new current task - update its stats:
1054  */
1055 static inline void
1056 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1057 {
1058         /*
1059          * We are starting a new run period:
1060          */
1061         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1062 }
1063
1064 /**************************************************
1065  * Scheduling class queueing methods:
1066  */
1067
1068 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1069 /*
1070  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1071  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1072  * numa_balancing_scan_size.
1073  */
1074 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1075 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1076
1077 /* Portion of address space to scan in MB */
1078 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1079
1080 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1081 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1082
1083 struct numa_group {
1084         refcount_t refcount;
1085
1086         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1087         int nr_tasks;
1088         pid_t gid;
1089         int active_nodes;
1090
1091         struct rcu_head rcu;
1092         unsigned long total_faults;
1093         unsigned long max_faults_cpu;
1094         /*
1095          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1096          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1097          * more by CPU use than by memory faults.
1098          */
1099         unsigned long *faults_cpu;
1100         unsigned long faults[];
1101 };
1102
1103 /*
1104  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1105  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1106  */
1107 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1108 {
1109         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1110                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1111 }
1112
1113 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1114 {
1115         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1116 }
1117
1118 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1119 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1120
1121 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1122 {
1123         unsigned long rss = 0;
1124         unsigned long nr_scan_pages;
1125
1126         /*
1127          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1128          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1129          * on resident pages
1130          */
1131         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1132         rss = get_mm_rss(p->mm);
1133         if (!rss)
1134                 rss = nr_scan_pages;
1135
1136         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1137         return rss / nr_scan_pages;
1138 }
1139
1140 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1141 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1142
1143 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1144 {
1145         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1146         unsigned int scan, floor;
1147         unsigned int windows = 1;
1148
1149         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1150                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1151         floor = 1000 / windows;
1152
1153         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1154         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1155 }
1156
1157 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1158 {
1159         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1160         unsigned long period = smin;
1161         struct numa_group *ng;
1162
1163         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1164         rcu_read_lock();
1165         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1166         if (ng) {
1167                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1168                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1169
1170                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1171                 period *= shared + 1;
1172                 period /= private + shared + 1;
1173         }
1174         rcu_read_unlock();
1175
1176         return max(smin, period);
1177 }
1178
1179 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1180 {
1181         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1182         unsigned long smax;
1183         struct numa_group *ng;
1184
1185         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1186         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1187
1188         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1189         ng = deref_curr_numa_group(p);
1190         if (ng) {
1191                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1192                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1193                 unsigned long period = smax;
1194
1195                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1196                 period *= shared + 1;
1197                 period /= private + shared + 1;
1198
1199                 smax = max(smax, period);
1200         }
1201
1202         return max(smin, smax);
1203 }
1204
1205 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1206 {
1207         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1208         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1209 }
1210
1211 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1212 {
1213         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1214         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1215 }
1216
1217 /* Shared or private faults. */
1218 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1219
1220 /* Memory and CPU locality */
1221 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1222
1223 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1224 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1225
1226 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1227 {
1228         struct numa_group *ng;
1229         pid_t gid = 0;
1230
1231         rcu_read_lock();
1232         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1233         if (ng)
1234                 gid = ng->gid;
1235         rcu_read_unlock();
1236
1237         return gid;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1242  * occupy the first half of the array. The second half of the
1243  * array is for current counters, which are averaged into the
1244  * first set by task_numa_placement.
1245  */
1246 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1247 {
1248         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1249 }
1250
1251 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1252 {
1253         if (!p->numa_faults)
1254                 return 0;
1255
1256         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1257                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1258 }
1259
1260 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1261 {
1262         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1263
1264         if (!ng)
1265                 return 0;
1266
1267         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1268                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1269 }
1270
1271 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1272 {
1273         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1274                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1275 }
1276
1277 static inline unsigned long group_faults_priv(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, 1)];
1284         }
1285
1286         return faults;
1287 }
1288
1289 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1290 {
1291         unsigned long faults = 0;
1292         int node;
1293
1294         for_each_online_node(node) {
1295                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1296         }
1297
1298         return faults;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1303  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1304  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1305  */
1306 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1307
1308 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1309 {
1310         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1311 }
1312
1313 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1314 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1315                                         int maxdist, bool task)
1316 {
1317         unsigned long score = 0;
1318         int node;
1319
1320         /*
1321          * All nodes are directly connected, and the same distance
1322          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1323          */
1324         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1325                 return 0;
1326
1327         /*
1328          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1329          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1330          */
1331         for_each_online_node(node) {
1332                 unsigned long faults;
1333                 int dist = node_distance(nid, node);
1334
1335                 /*
1336                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1337                  * for placement; nid was already counted.
1338                  */
1339                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1340                         continue;
1341
1342                 /*
1343                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1344                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1345                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1346                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1347                  * of each group. Skip other nodes.
1348                  */
1349                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1350                                         dist >= maxdist)
1351                         continue;
1352
1353                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1354                 if (task)
1355                         faults = task_faults(p, node);
1356                 else
1357                         faults = group_faults(p, node);
1358
1359                 /*
1360                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1361                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1362                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1363                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1364                  * The further away a node is, the less the faults count.
1365                  * This seems to result in good task placement.
1366                  */
1367                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1368                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1369                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1370                 }
1371
1372                 score += faults;
1373         }
1374
1375         return score;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1380  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1381  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1382  * evenly spread out between numa nodes.
1383  */
1384 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1385                                         int dist)
1386 {
1387         unsigned long faults, total_faults;
1388
1389         if (!p->numa_faults)
1390                 return 0;
1391
1392         total_faults = p->total_numa_faults;
1393
1394         if (!total_faults)
1395                 return 0;
1396
1397         faults = task_faults(p, nid);
1398         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1399
1400         return 1000 * faults / total_faults;
1401 }
1402
1403 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1404                                          int dist)
1405 {
1406         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1407         unsigned long faults, total_faults;
1408
1409         if (!ng)
1410                 return 0;
1411
1412         total_faults = ng->total_faults;
1413
1414         if (!total_faults)
1415                 return 0;
1416
1417         faults = group_faults(p, nid);
1418         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1419
1420         return 1000 * faults / total_faults;
1421 }
1422
1423 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1424                                 int src_nid, int dst_cpu)
1425 {
1426         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1427         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1428         int last_cpupid, this_cpupid;
1429
1430         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1431         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1432
1433         /*
1434          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1435          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1436          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1437          * executed below.
1438          */
1439         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1440             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1441                 return true;
1442
1443         /*
1444          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1445          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1446          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1447          *
1448          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1449          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1450          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1451          *
1452          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1453          * same result twice in a row, given these samples are fully
1454          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1455          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1456          *
1457          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1458          * act on an unlikely task<->page relation.
1459          */
1460         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1461                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1462                 return false;
1463
1464         /* Always allow migrate on private faults */
1465         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1466                 return true;
1467
1468         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1469         if (!ng)
1470                 return true;
1471
1472         /*
1473          * Destination node is much more heavily used than the source
1474          * node? Allow migration.
1475          */
1476         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1477                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1478                 return true;
1479
1480         /*
1481          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1482          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1483          *
1484          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1485          * --------------- * - > ---------------
1486          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1487          */
1488         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1489                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1494  */
1495 enum numa_type {
1496         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1497         node_has_spare = 0,
1498         /*
1499          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1500          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1501          */
1502         node_fully_busy,
1503         /*
1504          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1505          * tasks.
1506          */
1507         node_overloaded
1508 };
1509
1510 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1511 struct numa_stats {
1512         unsigned long load;
1513         unsigned long runnable;
1514         unsigned long util;
1515         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1516         unsigned long compute_capacity;
1517         unsigned int nr_running;
1518         unsigned int weight;
1519         enum numa_type node_type;
1520         int idle_cpu;
1521 };
1522
1523 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1524 {
1525 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1526         int sibling;
1527
1528         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1529                 if (cpu == sibling)
1530                         continue;
1531
1532                 if (!idle_cpu(cpu))
1533                         return false;
1534         }
1535 #endif
1536
1537         return true;
1538 }
1539
1540 struct task_numa_env {
1541         struct task_struct *p;
1542
1543         int src_cpu, src_nid;
1544         int dst_cpu, dst_nid;
1545
1546         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1547
1548         int imbalance_pct;
1549         int dist;
1550
1551         struct task_struct *best_task;
1552         long best_imp;
1553         int best_cpu;
1554 };
1555
1556 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1557 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1558 static unsigned long cpu_util(int cpu);
1559 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
1560                                         int dst_running, int dst_weight);
1561
1562 static inline enum
1563 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1564                          struct numa_stats *ns)
1565 {
1566         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1567             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1568              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1569                 return node_overloaded;
1570
1571         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1572             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1573              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1574                 return node_has_spare;
1575
1576         return node_fully_busy;
1577 }
1578
1579 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1580 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
1581 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def);
1582 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1583 {
1584         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
1585             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu, false))
1586                 return idle_core;
1587
1588         /*
1589          * Prefer cores instead of packing HT siblings
1590          * and triggering future load balancing.
1591          */
1592         if (is_core_idle(cpu))
1593                 idle_core = cpu;
1594
1595         return idle_core;
1596 }
1597 #else
1598 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1599 {
1600         return idle_core;
1601 }
1602 #endif
1603
1604 /*
1605  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
1606  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
1607  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
1608  * common implementation is impractical.
1609  */
1610 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
1611                               struct numa_stats *ns, int nid,
1612                               bool find_idle)
1613 {
1614         int cpu, idle_core = -1;
1615
1616         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1617         ns->idle_cpu = -1;
1618
1619         rcu_read_lock();
1620         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1621                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1622
1623                 ns->load += cpu_load(rq);
1624                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
1625                 ns->util += cpu_util(cpu);
1626                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
1627                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1628
1629                 if (find_idle && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
1630                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
1631                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1632                                 continue;
1633
1634                         if (ns->idle_cpu == -1)
1635                                 ns->idle_cpu = cpu;
1636
1637                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
1638                 }
1639         }
1640         rcu_read_unlock();
1641
1642         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
1643
1644         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
1645
1646         if (idle_core >= 0)
1647                 ns->idle_cpu = idle_core;
1648 }
1649
1650 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1651                              struct task_struct *p, long imp)
1652 {
1653         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1654
1655         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
1656         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
1657                 int cpu;
1658                 int start = env->dst_cpu;
1659
1660                 /* Find alternative idle CPU. */
1661                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start) {
1662                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
1663                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
1664                                 continue;
1665                         }
1666
1667                         env->dst_cpu = cpu;
1668                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1669                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1670                                 goto assign;
1671                 }
1672
1673                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
1674                 return;
1675         }
1676
1677 assign:
1678         /*
1679          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1680          * found a better CPU to move/swap.
1681          */
1682         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
1683                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1684                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1685         }
1686
1687         if (env->best_task)
1688                 put_task_struct(env->best_task);
1689         if (p)
1690                 get_task_struct(p);
1691
1692         env->best_task = p;
1693         env->best_imp = imp;
1694         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1695 }
1696
1697 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1698                                 struct task_numa_env *env)
1699 {
1700         long imb, old_imb;
1701         long orig_src_load, orig_dst_load;
1702         long src_capacity, dst_capacity;
1703
1704         /*
1705          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1706          *
1707          * src_load        dst_load
1708          * ------------ vs ---------
1709          * src_capacity    dst_capacity
1710          */
1711         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1712         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1713
1714         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1715
1716         orig_src_load = env->src_stats.load;
1717         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1718
1719         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1720
1721         /* Would this change make things worse? */
1722         return (imb > old_imb);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1727  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1728  * Used to deter task migration.
1729  */
1730 #define SMALLIMP        30
1731
1732 /*
1733  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1734  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1735  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1736  * be exchanged with the source task
1737  */
1738 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1739                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1740 {
1741         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1742         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1743         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1744         struct task_struct *cur;
1745         long src_load, dst_load;
1746         int dist = env->dist;
1747         long moveimp = imp;
1748         long load;
1749         bool stopsearch = false;
1750
1751         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1752                 return false;
1753
1754         rcu_read_lock();
1755         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1756         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1757                 cur = NULL;
1758
1759         /*
1760          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1761          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1762          */
1763         if (cur == env->p) {
1764                 stopsearch = true;
1765                 goto unlock;
1766         }
1767
1768         if (!cur) {
1769                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1770                         goto assign;
1771                 else
1772                         goto unlock;
1773         }
1774
1775         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
1776         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1777                 goto unlock;
1778
1779         /*
1780          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
1781          * node and the best task is.
1782          */
1783         if (env->best_task &&
1784             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1785             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1786                 goto unlock;
1787         }
1788
1789         /*
1790          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1791          * source and destination node. Calculate the total differential for
1792          * the source task and potential destination task. The more negative
1793          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1794          * be incurred if the tasks were swapped.
1795          *
1796          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1797          * in any group then look only at task weights.
1798          */
1799         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1800         if (cur_ng == p_ng) {
1801                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1802                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1803                 /*
1804                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1805                  * tasks within a group over tiny differences.
1806                  */
1807                 if (cur_ng)
1808                         imp -= imp / 16;
1809         } else {
1810                 /*
1811                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1812                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1813                  */
1814                 if (cur_ng && p_ng)
1815                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1816                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1817                 else
1818                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1819                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1820         }
1821
1822         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
1823         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
1824                 imp -= imp / 16;
1825
1826         /*
1827          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
1828          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
1829          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
1830          * case, it does not matter.
1831          */
1832         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
1833                 imp += imp / 8;
1834
1835         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1836                 imp = moveimp;
1837                 cur = NULL;
1838                 goto assign;
1839         }
1840
1841         /*
1842          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
1843          * task that is not.
1844          */
1845         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1846             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1847                 goto assign;
1848         }
1849
1850         /*
1851          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1852          * task migration might only result in ping pong
1853          * of tasks and also hurt performance due to cache
1854          * misses.
1855          */
1856         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1857                 goto unlock;
1858
1859         /*
1860          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1861          */
1862         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1863         if (!load)
1864                 goto assign;
1865
1866         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1867         src_load = env->src_stats.load - load;
1868
1869         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1870                 goto unlock;
1871
1872 assign:
1873         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
1874         if (!cur) {
1875                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1876
1877                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
1878                 if (cpu < 0)
1879                         cpu = env->dst_cpu;
1880
1881                 /*
1882                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
1883                  * is, keep using it.
1884                  */
1885                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
1886                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
1887                         cpu = env->best_cpu;
1888                 }
1889
1890                 env->dst_cpu = cpu;
1891         }
1892
1893         task_numa_assign(env, cur, imp);
1894
1895         /*
1896          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
1897          * balance improves then stop the search. While a better swap
1898          * candidate may exist, a search is not free.
1899          */
1900         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
1901                 stopsearch = true;
1902
1903         /*
1904          * If a swap candidate must be identified and the current best task
1905          * moves its preferred node then stop the search.
1906          */
1907         if (!maymove && env->best_task &&
1908             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
1909                 stopsearch = true;
1910         }
1911 unlock:
1912         rcu_read_unlock();
1913
1914         return stopsearch;
1915 }
1916
1917 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1918                                 long taskimp, long groupimp)
1919 {
1920         bool maymove = false;
1921         int cpu;
1922
1923         /*
1924          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
1925          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
1926          */
1927         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
1928                 unsigned int imbalance;
1929                 int src_running, dst_running;
1930
1931                 /*
1932                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
1933                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
1934                  * move improves the imbalance from the perspective of the
1935                  * CPU load balancer.
1936                  * */
1937                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
1938                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
1939                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
1940                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
1941                                                         env->dst_stats.weight);
1942
1943                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
1944                 if (!imbalance) {
1945                         maymove = true;
1946                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
1947                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1948                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
1949                                 return;
1950                         }
1951                 }
1952         } else {
1953                 long src_load, dst_load, load;
1954                 /*
1955                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
1956                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1957                  */
1958                 load = task_h_load(env->p);
1959                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
1960                 src_load = env->src_stats.load - load;
1961                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1962         }
1963
1964         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1965                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1966                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1967                         continue;
1968
1969                 env->dst_cpu = cpu;
1970                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
1971                         break;
1972         }
1973 }
1974
1975 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1976 {
1977         struct task_numa_env env = {
1978                 .p = p,
1979
1980                 .src_cpu = task_cpu(p),
1981                 .src_nid = task_node(p),
1982
1983                 .imbalance_pct = 112,
1984
1985                 .best_task = NULL,
1986                 .best_imp = 0,
1987                 .best_cpu = -1,
1988         };
1989         unsigned long taskweight, groupweight;
1990         struct sched_domain *sd;
1991         long taskimp, groupimp;
1992         struct numa_group *ng;
1993         struct rq *best_rq;
1994         int nid, ret, dist;
1995
1996         /*
1997          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1998          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1999          *
2000          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
2001          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
2002          * to satisfy here.
2003          */
2004         rcu_read_lock();
2005         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
2006         if (sd)
2007                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2008         rcu_read_unlock();
2009
2010         /*
2011          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2012          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2013          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2014          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2015          */
2016         if (unlikely(!sd)) {
2017                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2018                 return -EINVAL;
2019         }
2020
2021         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2022         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2023         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2024         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2025         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2026         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2027         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2028         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2029
2030         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2031         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2032
2033         /*
2034          * Look at other nodes in these cases:
2035          * - there is no space available on the preferred_nid
2036          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2037          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2038          *   we need to check other locations.
2039          */
2040         ng = deref_curr_numa_group(p);
2041         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2042                 for_each_online_node(nid) {
2043                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2044                                 continue;
2045
2046                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2047                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2048                                                 dist != env.dist) {
2049                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2050                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2051                         }
2052
2053                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2054                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2055                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2056                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2057                                 continue;
2058
2059                         env.dist = dist;
2060                         env.dst_nid = nid;
2061                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2062                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2063                 }
2064         }
2065
2066         /*
2067          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2068          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2069          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2070          * settle down.
2071          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2072          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2073          */
2074         if (ng) {
2075                 if (env.best_cpu == -1)
2076                         nid = env.src_nid;
2077                 else
2078                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2079
2080                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2081                         sched_setnuma(p, nid);
2082         }
2083
2084         /* No better CPU than the current one was found. */
2085         if (env.best_cpu == -1) {
2086                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2087                 return -EAGAIN;
2088         }
2089
2090         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2091         if (env.best_task == NULL) {
2092                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2093                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2094                 if (ret != 0)
2095                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2096                 return ret;
2097         }
2098
2099         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2100         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2101
2102         if (ret != 0)
2103                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2104         put_task_struct(env.best_task);
2105         return ret;
2106 }
2107
2108 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2109 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2110 {
2111         unsigned long interval = HZ;
2112
2113         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2114         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2115                 return;
2116
2117         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2118         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2119         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2120
2121         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2122         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2123                 return;
2124
2125         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2126         task_numa_migrate(p);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
2131  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2132  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2133  * located.
2134  */
2135 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2136 {
2137         unsigned long faults, max_faults = 0;
2138         int nid, active_nodes = 0;
2139
2140         for_each_online_node(nid) {
2141                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2142                 if (faults > max_faults)
2143                         max_faults = faults;
2144         }
2145
2146         for_each_online_node(nid) {
2147                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2148                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2149                         active_nodes++;
2150         }
2151
2152         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2153         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2158  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2159  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2160  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2161  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2162  */
2163 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2164 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2165
2166 /*
2167  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2168  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2169  * the page accesses are shared with other processes.
2170  * Otherwise, decrease the scan period.
2171  */
2172 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2173                         unsigned long shared, unsigned long private)
2174 {
2175         unsigned int period_slot;
2176         int lr_ratio, ps_ratio;
2177         int diff;
2178
2179         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2180         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2181
2182         /*
2183          * If there were no record hinting faults then either the task is
2184          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
2185          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2186          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2187          * node is overloaded. In either case, scan slower
2188          */
2189         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2190                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2191                         p->numa_scan_period << 1);
2192
2193                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2194                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2195
2196                 return;
2197         }
2198
2199         /*
2200          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2201          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2202          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2203          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2204          */
2205         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2206         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2207         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2208
2209         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2210                 /*
2211                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2212                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2213                  */
2214                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2215                 if (!slot)
2216                         slot = 1;
2217                 diff = slot * period_slot;
2218         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2219                 /*
2220                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2221                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2222                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2223                  */
2224                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2225                 if (!slot)
2226                         slot = 1;
2227                 diff = slot * period_slot;
2228         } else {
2229                 /*
2230                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2231                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2232                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2233                  */
2234                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2235                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2236         }
2237
2238         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2239                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2240         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2245  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2246  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2247  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2248  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2249  */
2250 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2251 {
2252         u64 runtime, delta, now;
2253         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2254         now = p->se.exec_start;
2255         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2256
2257         if (p->last_task_numa_placement) {
2258                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2259                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2260
2261                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2262                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2263                         *period = 0;
2264         } else {
2265                 delta = p->se.avg.load_sum;
2266                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2267         }
2268
2269         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2270         p->last_task_numa_placement = now;
2271
2272         return delta;
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2277  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2278  * otherwise workloads might not converge.
2279  */
2280 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2281 {
2282         nodemask_t nodes;
2283         int dist;
2284
2285         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2286         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2287                 return nid;
2288
2289         /*
2290          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2291          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2292          * both the node itself, and on nearby nodes.
2293          */
2294         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2295                 unsigned long score, max_score = 0;
2296                 int node, max_node = nid;
2297
2298                 dist = sched_max_numa_distance;
2299
2300                 for_each_online_node(node) {
2301                         score = group_weight(p, node, dist);
2302                         if (score > max_score) {
2303                                 max_score = score;
2304                                 max_node = node;
2305                         }
2306                 }
2307                 return max_node;
2308         }
2309
2310         /*
2311          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2312          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2313          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2314          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2315          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2316          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2317          * keep the complexity of the search down.
2318          */
2319         nodes = node_online_map;
2320         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2321                 unsigned long max_faults = 0;
2322                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2323                 int a, b;
2324
2325                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2326                 if (!find_numa_distance(dist))
2327                         continue;
2328
2329                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2330                         unsigned long faults = 0;
2331                         nodemask_t this_group;
2332                         nodes_clear(this_group);
2333
2334                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2335                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2336                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2337                                         faults += group_faults(p, b);
2338                                         node_set(b, this_group);
2339                                         node_clear(b, nodes);
2340                                 }
2341                         }
2342
2343                         /* Remember the top group. */
2344                         if (faults > max_faults) {
2345                                 max_faults = faults;
2346                                 max_group = this_group;
2347                                 /*
2348                                  * subtle: at the smallest distance there is
2349                                  * just one node left in each "group", the
2350                                  * winner is the preferred nid.
2351                                  */
2352                                 nid = a;
2353                         }
2354                 }
2355                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2356                 if (!max_faults)
2357                         break;
2358                 nodes = max_group;
2359         }
2360         return nid;
2361 }
2362
2363 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2364 {
2365         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2366         unsigned long max_faults = 0;
2367         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2368         unsigned long total_faults;
2369         u64 runtime, period;
2370         spinlock_t *group_lock = NULL;
2371         struct numa_group *ng;
2372
2373         /*
2374          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2375          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2376          * that the field is read in a single access:
2377          */
2378         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2379         if (p->numa_scan_seq == seq)
2380                 return;
2381         p->numa_scan_seq = seq;
2382         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2383
2384         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2385                        p->numa_faults_locality[1];
2386         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2387
2388         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2389         ng = deref_curr_numa_group(p);
2390         if (ng) {
2391                 group_lock = &ng->lock;
2392                 spin_lock_irq(group_lock);
2393         }
2394
2395         /* Find the node with the highest number of faults */
2396         for_each_online_node(nid) {
2397                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2398                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2399                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2400                 int priv;
2401
2402                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2403                         long diff, f_diff, f_weight;
2404
2405                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2406                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2407                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2408                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2409
2410                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2411                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2412                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2413                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2414
2415                         /*
2416                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2417                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2418                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2419                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2420                          * faults are less important.
2421                          */
2422                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2423                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2424                                    (total_faults + 1);
2425                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2426                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2427
2428                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2429                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2430                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2431                         p->total_numa_faults += diff;
2432                         if (ng) {
2433                                 /*
2434                                  * safe because we can only change our own group
2435                                  *
2436                                  * mem_idx represents the offset for a given
2437                                  * nid and priv in a specific region because it
2438                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2439                                  */
2440                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2441                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2442                                 ng->total_faults += diff;
2443                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2444                         }
2445                 }
2446
2447                 if (!ng) {
2448                         if (faults > max_faults) {
2449                                 max_faults = faults;
2450                                 max_nid = nid;
2451                         }
2452                 } else if (group_faults > max_faults) {
2453                         max_faults = group_faults;
2454                         max_nid = nid;
2455                 }
2456         }
2457
2458         if (ng) {
2459                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2460                 spin_unlock_irq(group_lock);
2461                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2462         }
2463
2464         if (max_faults) {
2465                 /* Set the new preferred node */
2466                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2467                         sched_setnuma(p, max_nid);
2468         }
2469
2470         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2471 }
2472
2473 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2474 {
2475         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2476 }
2477
2478 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2479 {
2480         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2481                 kfree_rcu(grp, rcu);
2482 }
2483
2484 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2485                         int *priv)
2486 {
2487         struct numa_group *grp, *my_grp;
2488         struct task_struct *tsk;
2489         bool join = false;
2490         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2491         int i;
2492
2493         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2494                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2495                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2496
2497                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2498                 if (!grp)
2499                         return;
2500
2501                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2502                 grp->active_nodes = 1;
2503                 grp->max_faults_cpu = 0;
2504                 spin_lock_init(&grp->lock);
2505                 grp->gid = p->pid;
2506                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2507                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2508                                                 nr_node_ids;
2509
2510                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2511                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2512
2513                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2514
2515                 grp->nr_tasks++;
2516                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2517         }
2518
2519         rcu_read_lock();
2520         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2521
2522         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2523                 goto no_join;
2524
2525         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2526         if (!grp)
2527                 goto no_join;
2528
2529         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2530         if (grp == my_grp)
2531                 goto no_join;
2532
2533         /*
2534          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2535          * the other task will join us.
2536          */
2537         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2538                 goto no_join;
2539
2540         /*
2541          * Tie-break on the grp address.
2542          */
2543         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2544                 goto no_join;
2545
2546         /* Always join threads in the same process. */
2547         if (tsk->mm == current->mm)
2548                 join = true;
2549
2550         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2551         if (flags & TNF_SHARED)
2552                 join = true;
2553
2554         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2555         *priv = !join;
2556
2557         if (join && !get_numa_group(grp))
2558                 goto no_join;
2559
2560         rcu_read_unlock();
2561
2562         if (!join)
2563                 return;
2564
2565         BUG_ON(irqs_disabled());
2566         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2567
2568         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2569                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2570                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2571         }
2572         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2573         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2574
2575         my_grp->nr_tasks--;
2576         grp->nr_tasks++;
2577
2578         spin_unlock(&my_grp->lock);
2579         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2580
2581         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2582
2583         put_numa_group(my_grp);
2584         return;
2585
2586 no_join:
2587         rcu_read_unlock();
2588         return;
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
2593  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2594  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2595  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2596  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2597  */
2598 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2599 {
2600         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2601         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2602         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2603         unsigned long flags;
2604         int i;
2605
2606         if (!numa_faults)
2607                 return;
2608
2609         if (grp) {
2610                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2611                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2612                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2613                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2614
2615                 grp->nr_tasks--;
2616                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2617                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2618                 put_numa_group(grp);
2619         }
2620
2621         if (final) {
2622                 p->numa_faults = NULL;
2623                 kfree(numa_faults);
2624         } else {
2625                 p->total_numa_faults = 0;
2626                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2627                         numa_faults[i] = 0;
2628         }
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2633  */
2634 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2635 {
2636         struct task_struct *p = current;
2637         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2638         int cpu_node = task_node(current);
2639         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2640         struct numa_group *ng;
2641         int priv;
2642
2643         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2644                 return;
2645
2646         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2647         if (!p->mm)
2648                 return;
2649
2650         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2651         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2652                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2653                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2654
2655                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2656                 if (!p->numa_faults)
2657                         return;
2658
2659                 p->total_numa_faults = 0;
2660                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2661         }
2662
2663         /*
2664          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2665          * to be private if the accessing pid has not changed
2666          */
2667         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2668                 priv = 1;
2669         } else {
2670                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2671                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2672                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2673         }
2674
2675         /*
2676          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2677          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2678          * actively using should be counted as local. This allows the
2679          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2680          */
2681         ng = deref_curr_numa_group(p);
2682         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2683                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2684                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2685                 local = 1;
2686
2687         /*
2688          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2689          * previously failed, or the scheduler moved us.
2690          */
2691         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2692                 task_numa_placement(p);
2693                 numa_migrate_preferred(p);
2694         }
2695
2696         if (migrated)
2697                 p->numa_pages_migrated += pages;
2698         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2699                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2700
2701         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2702         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2703         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2704 }
2705
2706 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2707 {
2708         /*
2709          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2710          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2711          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2712          * much of an issue though, since this is just used for
2713          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2714          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2715          */
2716         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2717         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2718 }
2719
2720 /*
2721  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2722  * Triggered from task_tick_numa().
2723  */
2724 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2725 {
2726         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2727         struct task_struct *p = current;
2728         struct mm_struct *mm = p->mm;
2729         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2730         struct vm_area_struct *vma;
2731         unsigned long start, end;
2732         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2733         long pages, virtpages;
2734
2735         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2736
2737         work->next = work;
2738         /*
2739          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2740          *
2741          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2742          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2743          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2744          * work.
2745          */
2746         if (p->flags & PF_EXITING)
2747                 return;
2748
2749         if (!mm->numa_next_scan) {
2750                 mm->numa_next_scan = now +
2751                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2752         }
2753
2754         /*
2755          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2756          */
2757         migrate = mm->numa_next_scan;
2758         if (time_before(now, migrate))
2759                 return;
2760
2761         if (p->numa_scan_period == 0) {
2762                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2763                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2764         }
2765
2766         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2767         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2768                 return;
2769
2770         /*
2771          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2772          * the next time around.
2773          */
2774         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2775
2776         start = mm->numa_scan_offset;
2777         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2778         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2779         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2780         if (!pages)
2781                 return;
2782
2783
2784         if (!mmap_read_trylock(mm))
2785                 return;
2786         vma = find_vma(mm, start);
2787         if (!vma) {
2788                 reset_ptenuma_scan(p);
2789                 start = 0;
2790                 vma = mm->mmap;
2791         }
2792         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2793                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2794                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2795                         continue;
2796                 }
2797
2798                 /*
2799                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2800                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2801                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2802                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2803                  */
2804                 if (!vma->vm_mm ||
2805                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2806                         continue;
2807
2808                 /*
2809                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2810                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2811                  */
2812                 if (!vma_is_accessible(vma))
2813                         continue;
2814
2815                 do {
2816                         start = max(start, vma->vm_start);
2817                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2818                         end = min(end, vma->vm_end);
2819                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2820
2821                         /*
2822                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2823                          * hpages that have at least one present PTE that
2824                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2825                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2826                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2827                          * areas faster.
2828                          */
2829                         if (nr_pte_updates)
2830                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2831                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2832
2833                         start = end;
2834                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2835                                 goto out;
2836
2837                         cond_resched();
2838                 } while (end != vma->vm_end);
2839         }
2840
2841 out:
2842         /*
2843          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2844          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2845          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2846          * scanner to the start so check it now.
2847          */
2848         if (vma)
2849                 mm->numa_scan_offset = start;
2850         else
2851                 reset_ptenuma_scan(p);
2852         mmap_read_unlock(mm);
2853
2854         /*
2855          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2856          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2857          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2858          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2859          */
2860         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2861                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2862                 p->node_stamp += 32 * diff;
2863         }
2864 }
2865
2866 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2867 {
2868         int mm_users = 0;
2869         struct mm_struct *mm = p->mm;
2870
2871         if (mm) {
2872                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2873                 if (mm_users == 1) {
2874                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2875                         mm->numa_scan_seq = 0;
2876                 }
2877         }
2878         p->node_stamp                   = 0;
2879         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2880         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2881         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2882         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2883         p->numa_faults                  = NULL;
2884         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2885         p->last_task_numa_placement     = 0;
2886         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2887
2888         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2889
2890         /* New address space, reset the preferred nid */
2891         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2892                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2893                 return;
2894         }
2895
2896         /*
2897          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2898          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2899          */
2900         if (mm) {
2901                 unsigned int delay;
2902
2903                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2904                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2905                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2906                 p->node_stamp = delay;
2907         }
2908 }
2909
2910 /*
2911  * Drive the periodic memory faults..
2912  */
2913 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2914 {
2915         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2916         u64 period, now;
2917
2918         /*
2919          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2920          */
2921         if ((curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2922                 return;
2923
2924         /*
2925          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2926          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2927          * task needs to have done some actual work before we bother with
2928          * NUMA placement.
2929          */
2930         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2931         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2932
2933         if (now > curr->node_stamp + period) {
2934                 if (!curr->node_stamp)
2935                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2936                 curr->node_stamp += period;
2937
2938                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2939                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
2940         }
2941 }
2942
2943 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2944 {
2945         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2946         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2947
2948         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2949                 return;
2950
2951         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2952                 return;
2953
2954         if (src_nid == dst_nid)
2955                 return;
2956
2957         /*
2958          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2959          * has completed. This is most likely due to a new task that
2960          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2961          */
2962         if (p->numa_scan_seq) {
2963                 /*
2964                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2965                  * node or if the task was not previously running on
2966                  * the preferred node.
2967                  */
2968                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2969                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2970                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2971                         return;
2972         }
2973
2974         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2975 }
2976
2977 #else
2978 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2979 {
2980 }
2981
2982 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2983 {
2984 }
2985
2986 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2987 {
2988 }
2989
2990 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2991 {
2992 }
2993
2994 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2995
2996 static void
2997 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2998 {
2999         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3000 #ifdef CONFIG_SMP
3001         if (entity_is_task(se)) {
3002                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3003
3004                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
3005                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
3006         }
3007 #endif
3008         cfs_rq->nr_running++;
3009 }
3010
3011 static void
3012 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3013 {
3014         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3015 #ifdef CONFIG_SMP
3016         if (entity_is_task(se)) {
3017                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3018                 list_del_init(&se->group_node);
3019         }
3020 #endif
3021         cfs_rq->nr_running--;
3022 }
3023
3024 /*
3025  * Signed add and clamp on underflow.
3026  *
3027  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3028  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3029  * values.
3030  */
3031 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3032         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3033         typeof(_val) val = (_val);                              \
3034         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3035                                                                 \
3036         res = var + val;                                        \
3037                                                                 \
3038         if (val < 0 && res > var)                               \
3039                 res = 0;                                        \
3040                                                                 \
3041         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3042 } while (0)
3043
3044 /*
3045  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3046  *
3047  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3048  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3049  * values.
3050  */
3051 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3052         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3053         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3054         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3055         res = var - val;                                        \
3056         if (res > var)                                          \
3057                 res = 0;                                        \
3058         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3059 } while (0)
3060
3061 /*
3062  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3063  *
3064  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3065  * and is thus optimized for local variable updates.
3066  */
3067 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3068         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3069         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3070 } while (0)
3071
3072 #ifdef CONFIG_SMP
3073 static inline void
3074 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3075 {
3076         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3077         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3078 }
3079
3080 static inline void
3081 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3082 {
3083         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3084         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3085 }
3086 #else
3087 static inline void
3088 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3089 static inline void
3090 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3091 #endif
3092
3093 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3094                             unsigned long weight)
3095 {
3096         if (se->on_rq) {
3097                 /* commit outstanding execution time */
3098                 if (cfs_rq->curr == se)
3099                         update_curr(cfs_rq);
3100                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3101         }
3102         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3103
3104         update_load_set(&se->load, weight);
3105
3106 #ifdef CONFIG_SMP
3107         do {
3108                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3109
3110                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3111         } while (0);
3112 #endif
3113
3114         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3115         if (se->on_rq)
3116                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3117
3118 }
3119
3120 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3121 {
3122         struct sched_entity *se = &p->se;
3123         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3124         struct load_weight *load = &se->load;
3125         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3126
3127         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3128         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3129 }
3130
3131 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3132 #ifdef CONFIG_SMP
3133 /*
3134  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3135  * global sum we all love to hate.
3136  *
3137  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3138  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3139  *
3140  *                     tg->weight * grq->load.weight
3141  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3142  *                        \Sum grq->load.weight
3143  *
3144  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3145  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3146  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3147  *
3148  * So instead of the above, we substitute:
3149  *
3150  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3151  *
3152  * which yields the following:
3153  *
3154  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3155  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3156  *                              tg->load_avg
3157  *
3158  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3159  *
3160  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3161  *
3162  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3163  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3164  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3165  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3166  * yielding bad latency etc..
3167  *
3168  * Now, in that special case (1) reduces to:
3169  *
3170  *                     tg->weight * grq->load.weight
3171  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3172  *                          grp->load.weight
3173  *
3174  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3175  *
3176  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3177  * UP case, like:
3178  *
3179  *   ge->load.weight =
3180  *
3181  *              tg->weight * grq->load.weight
3182  *     ---------------------------------------------------         (5)
3183  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3184  *
3185  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3186  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3187  *
3188  *
3189  *                     tg->weight * grq->load.weight
3190  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3191  *                              tg_load_avg'
3192  *
3193  * Where:
3194  *
3195  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3196  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3197  *
3198  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3199  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3200  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3201  *
3202  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3203  *
3204  * hence icky!
3205  */
3206 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3207 {
3208         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3209         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3210
3211         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3212
3213         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3214
3215         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3216
3217         /* Ensure tg_weight >= load */
3218         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3219         tg_weight += load;
3220
3221         shares = (tg_shares * load);
3222         if (tg_weight)
3223                 shares /= tg_weight;
3224
3225         /*
3226          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3227          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3228          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3229          * the group on a CPU.
3230          *
3231          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3232          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3233          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3234          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3235          * instead of 0.
3236          */
3237         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3238 }
3239 #endif /* CONFIG_SMP */
3240
3241 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3242
3243 /*
3244  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3245  * runqueue.
3246  */
3247 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3248 {
3249         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3250         long shares;
3251
3252         if (!gcfs_rq)
3253                 return;
3254
3255         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3256                 return;
3257
3258 #ifndef CONFIG_SMP
3259         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3260
3261         if (likely(se->load.weight == shares))
3262                 return;
3263 #else
3264         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3265 #endif
3266
3267         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3268 }
3269
3270 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3271 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3272 {
3273 }
3274 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3275
3276 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3277 {
3278         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3279
3280         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3281                 /*
3282                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3283                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3284                  * a real problem.
3285                  *
3286                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3287                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3288                  * number include things like RT tasks.
3289                  *
3290                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3291                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3292                  *
3293                  * See cpu_util().
3294                  */
3295                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3296         }
3297 }
3298
3299 #ifdef CONFIG_SMP
3300 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3301 /**
3302  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3303  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3304  *
3305  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3306  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3307  * considerations.
3308  *
3309  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3310  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3311  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3312  *
3313  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3314  */
3315 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3316 {
3317         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3318
3319         /*
3320          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3321          */
3322         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3323                 return;
3324
3325         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3326                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3327                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3328         }
3329 }
3330
3331 /*
3332  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3333  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3334  * including the state of rq->lock, should be made.
3335  */
3336 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3337                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3338 {
3339         u64 p_last_update_time;
3340         u64 n_last_update_time;
3341
3342         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3343                 return;
3344
3345         /*
3346          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3347          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3348          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3349          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3350          * the wakee more load sounds not bad.
3351          */
3352         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3353                 return;
3354
3355 #ifndef CONFIG_64BIT
3356         {
3357                 u64 p_last_update_time_copy;
3358                 u64 n_last_update_time_copy;
3359
3360                 do {
3361                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3362                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3363
3364                         smp_rmb();
3365
3366                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3367                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3368
3369                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3370                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3371         }
3372 #else
3373         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3374         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3375 #endif
3376         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3377         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3378 }
3379
3380
3381 /*
3382  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3383  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3384  * that for each group:
3385  *
3386  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3387  *
3388  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3389  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3390  *
3391  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3392  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3393  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3394  *
3395  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3396  *
3397  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3398  *
3399  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3400  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3401  *
3402  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3403  *
3404  * And per (1) we have:
3405  *
3406  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3407  *
3408  * Which gives:
3409  *
3410  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3411  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3412  *                               grq->load.weight
3413  *
3414  * Except that is wrong!
3415  *
3416  * Because while for entities historical weight is not important and we
3417  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3418  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3419  *
3420  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3421  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3422  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3423  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3424  *
3425  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3426  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3427  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3428  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3429  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3430  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3431  *
3432  * So we'll have to approximate.. :/
3433  *
3434  * Given the constraint:
3435  *
3436  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3437  *
3438  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3439  * overlap.
3440  *
3441  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3442  *
3443  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3444  *
3445  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3446  *
3447  */
3448
3449 static inline void
3450 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3451 {
3452         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3453         u32 divider;
3454
3455         /* Nothing to update */
3456         if (!delta)
3457                 return;
3458
3459         /*
3460          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3461          * See ___update_load_avg() for details.
3462          */
3463         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3464
3465         /* Set new sched_entity's utilization */
3466         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3467         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3468
3469         /* Update parent cfs_rq utilization */
3470         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3471         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3472 }
3473
3474 static inline void
3475 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3476 {
3477         long delta = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3478         u32 divider;
3479
3480         /* Nothing to update */
3481         if (!delta)
3482                 return;
3483
3484         /*
3485          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3486          * See ___update_load_avg() for details.
3487          */
3488         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3489
3490         /* Set new sched_entity's runnable */
3491         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3492         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3493
3494         /* Update parent cfs_rq runnable */
3495         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta);
3496         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3497 }
3498
3499 static inline void
3500 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3501 {
3502         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3503         unsigned long load_avg;
3504         u64 load_sum = 0;
3505         s64 delta_sum;
3506         u32 divider;
3507
3508         if (!runnable_sum)
3509                 return;
3510
3511         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3512
3513         /*
3514          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3515          * See ___update_load_avg() for details.
3516          */
3517         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3518
3519         if (runnable_sum >= 0) {
3520                 /*
3521                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3522                  * the CPU is saturated running == runnable.
3523                  */
3524                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3525                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3526         } else {
3527                 /*
3528                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3529                  * assuming all tasks are equally runnable.
3530                  */
3531                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3532                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3533                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3534                 }
3535
3536                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3537                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3538         }
3539
3540         /*
3541          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3542          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3543          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3544          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3545          */
3546         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3547         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3548
3549         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3550         load_avg = div_s64(load_sum, divider);
3551
3552         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3553         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3554
3555         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3556         se->avg.load_avg = load_avg;
3557         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3558         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3559 }
3560
3561 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3562 {
3563         cfs_rq->propagate = 1;
3564         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3565 }
3566
3567 /* Update task and its cfs_rq load average */
3568 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3569 {
3570         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3571
3572         if (entity_is_task(se))
3573                 return 0;
3574
3575         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3576         if (!gcfs_rq->propagate)
3577                 return 0;
3578
3579         gcfs_rq->propagate = 0;
3580
3581         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3582
3583         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3584
3585         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3586         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3587         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3588
3589         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3590         trace_pelt_se_tp(se);
3591
3592         return 1;
3593 }
3594
3595 /*
3596  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3597  * group_entity:
3598  */
3599 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3600 {
3601         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3602
3603         /*
3604          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3605          * decay it:
3606          */
3607         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3608                 return false;
3609
3610         /*
3611          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3612          * the utilization of the sched_entity:
3613          */
3614         if (gcfs_rq->propagate)
3615                 return false;
3616
3617         /*
3618          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3619          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3620          * waste of time to try to decay it:
3621          */
3622         return true;
3623 }
3624
3625 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3626
3627 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3628
3629 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3630 {
3631         return 0;
3632 }
3633
3634 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3635
3636 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3637
3638 /**
3639  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3640  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3641  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3642  *
3643  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3644  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3645  * post_init_entity_util_avg().
3646  *
3647  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3648  *
3649  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3650  *
3651  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3652  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3653  */
3654 static inline int
3655 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3656 {
3657         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3658         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3659         int decayed = 0;
3660
3661         if (cfs_rq->removed.nr) {
3662                 unsigned long r;
3663                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3664
3665                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3666                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3667                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3668                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3669                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3670                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3671
3672                 r = removed_load;
3673                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3674                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3675
3676                 r = removed_util;
3677                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3678                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3679
3680                 r = removed_runnable;
3681                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3682                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
3683
3684                 /*
3685                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3686                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3687                  */
3688                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3689                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3690
3691                 decayed = 1;
3692         }
3693
3694         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3695
3696 #ifndef CONFIG_64BIT
3697         smp_wmb();
3698         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3699 #endif
3700
3701         return decayed;
3702 }
3703
3704 /**
3705  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3706  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3707  * @se: sched_entity to attach
3708  *
3709  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3710  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3711  */
3712 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3713 {
3714         /*
3715          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3716          * See ___update_load_avg() for details.
3717          */
3718         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3719
3720         /*
3721          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3722          * window because without that, really weird and wonderful things can
3723          * happen.
3724          *
3725          * XXX illustrate
3726          */
3727         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3728         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3729
3730         /*
3731          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3732          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3733          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3734          * _sum a little.
3735          */
3736         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3737
3738         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3739
3740         se->avg.load_sum = divider;
3741         if (se_weight(se)) {
3742                 se->avg.load_sum =
3743                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3744         }
3745
3746         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3747         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3748         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3749         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3750         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3751
3752         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3753
3754         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3755
3756         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3757 }
3758
3759 /**
3760  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3761  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3762  * @se: sched_entity to detach
3763  *
3764  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3765  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3766  */
3767 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3768 {
3769         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3770         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3771         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3772         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3773         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, se->avg.runnable_sum);
3774
3775         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3776
3777         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3778
3779         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3780 }
3781
3782 /*
3783  * Optional action to be done while updating the load average
3784  */
3785 #define UPDATE_TG       0x1
3786 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3787 #define DO_ATTACH       0x4
3788
3789 /* Update task and its cfs_rq load average */
3790 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3791 {
3792         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3793         int decayed;
3794
3795         /*
3796          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3797          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3798          */
3799         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3800                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3801
3802         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3803         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3804
3805         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3806
3807                 /*
3808                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3809                  * !last_update_time means we've passed through
3810                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3811                  *
3812                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3813                  */
3814                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3815                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
3816
3817         } else if (decayed) {
3818                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3819
3820                 if (flags & UPDATE_TG)
3821                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
3822         }
3823 }
3824
3825 #ifndef CONFIG_64BIT
3826 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3827 {
3828         u64 last_update_time_copy;
3829         u64 last_update_time;
3830
3831         do {
3832                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3833                 smp_rmb();
3834                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3835         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3836
3837         return last_update_time;
3838 }
3839 #else
3840 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3841 {
3842         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3843 }
3844 #endif
3845
3846 /*
3847  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3848  * the previous rq.
3849  */
3850 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3851 {
3852         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3853         u64 last_update_time;
3854
3855         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3856         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3857 }
3858
3859 /*
3860  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3861  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3862  */
3863 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3864 {
3865         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3866         unsigned long flags;
3867
3868         /*
3869          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3870          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3871          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3872          */
3873
3874         sync_entity_load_avg(se);
3875
3876         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3877         ++cfs_rq->removed.nr;
3878         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3879         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3880         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
3881         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3882 }
3883
3884 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3885 {
3886         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
3887 }
3888
3889 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3890 {
3891         return cfs_rq->avg.load_avg;
3892 }
3893
3894 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3895
3896 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3897 {
3898         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3899 }
3900
3901 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3902 {
3903         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3904
3905         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3906 }
3907
3908 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3909 {
3910         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3911 }
3912
3913 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
3914 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3915 {
3916         return clamp(task_util_est(p),
3917                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
3918                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
3919 }
3920 #else
3921 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3922 {
3923         return task_util_est(p);
3924 }
3925 #endif
3926
3927 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3928                                     struct task_struct *p)
3929 {
3930         unsigned int enqueued;
3931
3932         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3933                 return;
3934
3935         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3936         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3937         enqueued += _task_util_est(p);
3938         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3939
3940         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3941 }
3942
3943 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3944                                     struct task_struct *p)
3945 {
3946         unsigned int enqueued;
3947
3948         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3949                 return;
3950
3951         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3952         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3953         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
3954         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3955
3956         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3957 }
3958
3959 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
3960
3961 /*
3962  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3963  * based on the observation that:
3964  *
3965  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3966  *
3967  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
3968  */
3969 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3970 {
3971         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3972 }
3973
3974 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
3975                                    struct task_struct *p,
3976                                    bool task_sleep)
3977 {
3978         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
3979         struct util_est ue;
3980
3981         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3982                 return;
3983
3984         /*
3985          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3986          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3987          */
3988         if (!task_sleep)
3989                 return;
3990
3991         /*
3992          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3993          * skip the util_est update.
3994          */
3995         ue = p->se.avg.util_est;
3996         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3997                 return;
3998
3999         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4000
4001         /*
4002          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4003          * to smooth utilization decreases.
4004          */
4005         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
4006         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4007                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4008                         ue.ewma = ue.enqueued;
4009                         goto done;
4010                 }
4011         }
4012
4013         /*
4014          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4015          * already ~1% close to its last activation value.
4016          */
4017         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4018         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4019         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4020                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4021                         goto done;
4022
4023                 return;
4024         }
4025
4026         /*
4027          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4028          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4029          */
4030         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4031                 return;
4032
4033         /*
4034          * Update Task's estimated utilization
4035          *
4036          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4037          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4038          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4039          * Weighted Moving Average (EWMA):
4040          *
4041          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4042          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4043          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4044          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4045          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4046          *
4047          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4048          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4049          */
4050         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4051         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4052         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4053 done:
4054         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4055
4056         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4057 }
4058
4059 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
4060 {
4061         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
4062 }
4063
4064 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4065 {
4066         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
4067                 return;
4068
4069         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
4070                 rq->misfit_task_load = 0;
4071                 return;
4072         }
4073
4074         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
4075                 rq->misfit_task_load = 0;
4076                 return;
4077         }
4078
4079         /*
4080          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4081          * task_h_load() returns 0.
4082          */
4083         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4084 }
4085
4086 #else /* CONFIG_SMP */
4087
4088 #define UPDATE_TG       0x0
4089 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4090 #define DO_ATTACH       0x0
4091
4092 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4093 {
4094         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4095 }
4096
4097 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4098
4099 static inline void
4100 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4101 static inline void
4102 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4103
4104 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4105 {
4106         return 0;
4107 }
4108
4109 static inline void
4110 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4111
4112 static inline void
4113 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4114
4115 static inline void
4116 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4117                 bool task_sleep) {}
4118 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4119
4120 #endif /* CONFIG_SMP */
4121
4122 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4123 {
4124 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4125         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4126
4127         if (d < 0)
4128                 d = -d;
4129
4130         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4131                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4132 #endif
4133 }
4134
4135 static void
4136 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4137 {
4138         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4139
4140         /*
4141          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4142          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4143          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4144          * stays open at the end.
4145          */
4146         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4147                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4148
4149         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4150         if (!initial) {
4151                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
4152
4153                 /*
4154                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4155                  * for a gentler effect of sleepers:
4156                  */
4157                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4158                         thresh >>= 1;
4159
4160                 vruntime -= thresh;
4161         }
4162
4163         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4164         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4165 }
4166
4167 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4168
4169 static inline void check_schedstat_required(void)
4170 {
4171 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4172         if (schedstat_enabled())
4173                 return;
4174
4175         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
4176         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
4177                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
4178                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
4179                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
4180                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
4181                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
4182                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
4183                              "kernel parameter schedstats=enable or "
4184                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
4185         }
4186 #endif
4187 }
4188
4189 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4190
4191 /*
4192  * MIGRATION
4193  *
4194  *      dequeue
4195  *        update_curr()
4196  *          update_min_vruntime()
4197  *        vruntime -= min_vruntime
4198  *
4199  *      enqueue
4200  *        update_curr()
4201  *          update_min_vruntime()
4202  *        vruntime += min_vruntime
4203  *
4204  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4205  * min_vruntime are up-to-date.
4206  *
4207  * WAKEUP (remote)
4208  *
4209  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4210  *        vruntime -= min_vruntime
4211  *
4212  *      enqueue
4213  *        update_curr()
4214  *          update_min_vruntime()
4215  *        vruntime += min_vruntime
4216  *
4217  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4218  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4219  */
4220
4221 static void
4222 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4223 {
4224         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4225         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4226
4227         /*
4228          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4229          * update_curr().
4230          */
4231         if (renorm && curr)
4232                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4233
4234         update_curr(cfs_rq);
4235
4236         /*
4237          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4238          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4239          * placed in the past could significantly boost this task to the
4240          * fairness detriment of existing tasks.
4241          */
4242         if (renorm && !curr)
4243                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4244
4245         /*
4246          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4247          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4248          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4249          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4250          *     its group cfs_rq
4251          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4252          */
4253         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4254         se_update_runnable(se);
4255         update_cfs_group(se);
4256         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4257
4258         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4259                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4260
4261         check_schedstat_required();
4262         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4263         check_spread(cfs_rq, se);
4264         if (!curr)
4265                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4266         se->on_rq = 1;
4267
4268         /*
4269          * When bandwidth control is enabled, cfs might have been removed
4270          * because of a parent been throttled but cfs->nr_running > 1. Try to
4271          * add it unconditionally.
4272          */
4273         if (cfs_rq->nr_running == 1 || cfs_bandwidth_used())
4274                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4275
4276         if (cfs_rq->nr_running == 1)
4277                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4278 }
4279
4280 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4281 {
4282         for_each_sched_entity(se) {
4283                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4284                 if (cfs_rq->last != se)
4285                         break;
4286
4287                 cfs_rq->last = NULL;
4288         }
4289 }
4290
4291 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4292 {
4293         for_each_sched_entity(se) {
4294                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4295                 if (cfs_rq->next != se)
4296                         break;
4297
4298                 cfs_rq->next = NULL;
4299         }
4300 }
4301
4302 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4303 {
4304         for_each_sched_entity(se) {
4305                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4306                 if (cfs_rq->skip != se)
4307                         break;
4308
4309                 cfs_rq->skip = NULL;
4310         }
4311 }
4312
4313 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4314 {
4315         if (cfs_rq->last == se)
4316                 __clear_buddies_last(se);
4317
4318         if (cfs_rq->next == se)
4319                 __clear_buddies_next(se);
4320
4321         if (cfs_rq->skip == se)
4322                 __clear_buddies_skip(se);
4323 }
4324
4325 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4326
4327 static void
4328 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4329 {
4330         /*
4331          * Update run-time statistics of the 'current'.
4332          */
4333         update_curr(cfs_rq);
4334
4335         /*
4336          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4337          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4338          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4339          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4340          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4341          *     of its group cfs_rq.
4342          */
4343         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4344         se_update_runnable(se);
4345
4346         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4347
4348         clear_buddies(cfs_rq, se);
4349
4350         if (se != cfs_rq->curr)
4351                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4352         se->on_rq = 0;
4353         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4354
4355         /*
4356          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4357          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4358          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4359          * can move min_vruntime forward still more.
4360          */
4361         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4362                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4363
4364         /* return excess runtime on last dequeue */
4365         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4366
4367         update_cfs_group(se);
4368
4369         /*
4370          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4371          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4372          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4373          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4374          */
4375         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4376                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4377 }
4378
4379 /*
4380  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4381  */
4382 static void
4383 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4384 {
4385         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4386         struct sched_entity *se;
4387         s64 delta;
4388
4389         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4390         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4391         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4392                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4393                 /*
4394                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4395                  * re-elected due to buddy favours.
4396                  */
4397                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4398                 return;
4399         }
4400
4401         /*
4402          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4403          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4404          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4405          */
4406         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4407                 return;
4408
4409         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4410         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4411
4412         if (delta < 0)
4413                 return;
4414
4415         if (delta > ideal_runtime)
4416                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4417 }
4418
4419 static void
4420 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4421 {
4422         /* 'current' is not kept within the tree. */
4423         if (se->on_rq) {
4424                 /*
4425                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4426                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4427                  * runqueue.
4428                  */
4429                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4430                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4431                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4432         }
4433
4434         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4435         cfs_rq->curr = se;
4436
4437         /*
4438          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4439          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4440          * when there are only lesser-weight tasks around):
4441          */
4442         if (schedstat_enabled() &&
4443             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4444                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4445                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4446                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4447         }
4448
4449         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4450 }
4451
4452 static int
4453 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4454
4455 /*
4456  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4457  * 1) keep things fair between processes/task groups
4458  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4459  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4460  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4461  */
4462 static struct sched_entity *
4463 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4464 {
4465         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4466         struct sched_entity *se;
4467
4468         /*
4469          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4470          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4471          */
4472         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4473                 left = curr;
4474
4475         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4476
4477         /*
4478          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4479          * be done without getting too unfair.
4480          */
4481         if (cfs_rq->skip == se) {
4482                 struct sched_entity *second;
4483
4484                 if (se == curr) {
4485                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4486                 } else {
4487                         second = __pick_next_entity(se);
4488                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4489                                 second = curr;
4490                 }
4491
4492                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4493                         se = second;
4494         }
4495
4496         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4497                 /*
4498                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4499                  */
4500                 se = cfs_rq->next;
4501         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4502                 /*
4503                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4504                  */
4505                 se = cfs_rq->last;
4506         }
4507
4508         clear_buddies(cfs_rq, se);
4509
4510         return se;
4511 }
4512
4513 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4514
4515 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4516 {
4517         /*
4518          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4519          * was not called and update_curr() has to be done:
4520          */
4521         if (prev->on_rq)
4522                 update_curr(cfs_rq);
4523
4524         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4525         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4526
4527         check_spread(cfs_rq, prev);
4528
4529         if (prev->on_rq) {
4530                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4531                 /* Put 'current' back into the tree. */
4532                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4533                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4534                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4535         }
4536         cfs_rq->curr = NULL;
4537 }
4538
4539 static void
4540 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4541 {
4542         /*
4543          * Update run-time statistics of the 'current'.
4544          */
4545         update_curr(cfs_rq);
4546
4547         /*
4548          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4549          */
4550         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4551         update_cfs_group(curr);
4552
4553 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4554         /*
4555          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4556          * validating it and just reschedule.
4557          */
4558         if (queued) {
4559                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4560                 return;
4561         }
4562         /*
4563          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4564          */
4565         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4566                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4567                 return;
4568 #endif
4569
4570         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4571                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4572 }
4573
4574
4575 /**************************************************
4576  * CFS bandwidth control machinery
4577  */
4578
4579 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4580
4581 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4582 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4583
4584 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4585 {
4586         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4587 }
4588
4589 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4590 {
4591         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4592 }
4593
4594 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4595 {
4596         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4597 }
4598 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4599 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4600 {
4601         return true;
4602 }
4603
4604 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4605 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4606 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4607
4608 /*
4609  * default period for cfs group bandwidth.
4610  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4611  */
4612 static inline u64 default_cfs_period(void)
4613 {
4614         return 100000000ULL;
4615 }
4616
4617 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4618 {
4619         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4620 }
4621
4622 /*
4623  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4624  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4625  * around rq->lock.
4626  *
4627  * requires cfs_b->lock
4628  */
4629 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4630 {
4631         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF)
4632                 cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4633 }
4634
4635 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4636 {
4637         return &tg->cfs_bandwidth;
4638 }
4639
4640 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4641 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4642                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4643 {
4644         u64 min_amount, amount = 0;
4645
4646         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4647
4648         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4649         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4650
4651         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4652                 amount = min_amount;
4653         else {
4654                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4655
4656                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4657                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4658                         cfs_b->runtime -= amount;
4659                         cfs_b->idle = 0;
4660                 }
4661         }
4662
4663         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4664
4665         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4666 }
4667
4668 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4669 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4670 {
4671         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4672         int ret;
4673
4674         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4675         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4676         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4677
4678         return ret;
4679 }
4680
4681 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4682 {
4683         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4684         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4685
4686         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4687                 return;
4688
4689         if (cfs_rq->throttled)
4690                 return;
4691         /*
4692          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4693          * hierarchy can be throttled
4694          */
4695         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4696                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4697 }
4698
4699 static __always_inline
4700 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4701 {
4702         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4703                 return;
4704
4705         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4706 }
4707
4708 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4709 {
4710         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4711 }
4712
4713 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4714 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4715 {
4716         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4717 }
4718
4719 /*
4720  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4721  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4722  * load-balance operations.
4723  */
4724 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4725                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4726 {
4727         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4728
4729         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4730         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4731
4732         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4733                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4734 }
4735
4736 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4737 {
4738         struct rq *rq = data;
4739         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4740
4741         cfs_rq->throttle_count--;
4742         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4743                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4744                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4745
4746                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4747                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4748                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4749         }
4750
4751         return 0;
4752 }
4753
4754 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4755 {
4756         struct rq *rq = data;
4757         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4758
4759         /* group is entering throttled state, stop time */
4760         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4761                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4762                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4763         }
4764         cfs_rq->throttle_count++;
4765
4766         return 0;
4767 }
4768
4769 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4770 {
4771         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4772         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4773         struct sched_entity *se;
4774         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4775
4776         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4777         /* This will start the period timer if necessary */
4778         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4779                 /*
4780                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4781                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4782                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4783                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4784                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4785                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4786                  */
4787                 dequeue = 0;
4788         } else {
4789                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
4790                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4791         }
4792         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4793
4794         if (!dequeue)
4795                 return false;  /* Throttle no longer required. */
4796
4797         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4798
4799         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4800         rcu_read_lock();
4801         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4802         rcu_read_unlock();
4803
4804         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4805         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4806         for_each_sched_entity(se) {
4807                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4808                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4809                 if (!se->on_rq)
4810                         goto done;
4811
4812                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4813
4814                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4815                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4816
4817                 if (qcfs_rq->load.weight) {
4818                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4819                         se = parent_entity(se);
4820                         break;
4821                 }
4822         }
4823
4824         for_each_sched_entity(se) {
4825                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4826                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4827                 if (!se->on_rq)
4828                         goto done;
4829
4830                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
4831                 se_update_runnable(se);
4832
4833                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4834                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4835         }
4836
4837         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4838         sub_nr_running(rq, task_delta);
4839
4840 done:
4841         /*
4842          * Note: distribution will already see us throttled via the
4843          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
4844          */
4845         cfs_rq->throttled = 1;
4846         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4847         return true;
4848 }
4849
4850 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4851 {
4852         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4853         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4854         struct sched_entity *se;
4855         long task_delta, idle_task_delta;
4856
4857         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4858
4859         cfs_rq->throttled = 0;
4860
4861         update_rq_clock(rq);
4862
4863         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4864         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4865         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4866         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4867
4868         /* update hierarchical throttle state */
4869         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4870
4871         if (!cfs_rq->load.weight)
4872                 return;
4873
4874         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4875         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4876         for_each_sched_entity(se) {
4877                 if (se->on_rq)
4878                         break;
4879                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4880                 enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4881
4882                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4883                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4884
4885                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4886                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4887                         goto unthrottle_throttle;
4888         }
4889
4890         for_each_sched_entity(se) {
4891                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4892
4893                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4894                 se_update_runnable(se);
4895
4896                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4897                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4898
4899
4900                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4901                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4902                         goto unthrottle_throttle;
4903
4904                 /*
4905                  * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
4906                  * list. Add it back to not break the leaf list.
4907                  */
4908                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4909                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4910         }
4911
4912         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4913         add_nr_running(rq, task_delta);
4914
4915 unthrottle_throttle:
4916         /*
4917          * The cfs_rq_throttled() breaks in the above iteration can result in
4918          * incomplete leaf list maintenance, resulting in triggering the
4919          * assertion below.
4920          */
4921         for_each_sched_entity(se) {
4922                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4923
4924                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
4925                         break;
4926         }
4927
4928         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4929
4930         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4931         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4932                 resched_curr(rq);
4933 }
4934
4935 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4936 {
4937         struct cfs_rq *cfs_rq;
4938         u64 runtime, remaining = 1;
4939
4940         rcu_read_lock();
4941         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4942                                 throttled_list) {
4943                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4944                 struct rq_flags rf;
4945
4946                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4947                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4948                         goto next;
4949
4950                 /* By the above check, this should never be true */
4951                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4952
4953                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4954                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4955                 if (runtime > cfs_b->runtime)
4956                         runtime = cfs_b->runtime;
4957                 cfs_b->runtime -= runtime;
4958                 remaining = cfs_b->runtime;
4959                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4960
4961                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4962
4963                 /* we check whether we're throttled above */
4964                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4965                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4966
4967 next:
4968                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4969
4970                 if (!remaining)
4971                         break;
4972         }
4973         rcu_read_unlock();
4974 }
4975
4976 /*
4977  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4978  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4979  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4980  * used to track this state.
4981  */
4982 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4983 {
4984         int throttled;
4985
4986         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4987         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4988                 goto out_deactivate;
4989
4990         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4991         cfs_b->nr_periods += overrun;
4992
4993         /*
4994          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4995          * we're going inactive then everything else can be deferred
4996          */
4997         if (cfs_b->idle && !throttled)
4998                 goto out_deactivate;
4999
5000         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5001
5002         if (!throttled) {
5003                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
5004                 cfs_b->idle = 1;
5005                 return 0;
5006         }
5007
5008         /* account preceding periods in which throttling occurred */
5009         cfs_b->nr_throttled += overrun;
5010
5011         /*
5012          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
5013          */
5014         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
5015                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5016                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
5017                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5018                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5019
5020                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5021         }
5022
5023         /*
5024          * While we are ensured activity in the period following an
5025          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
5026          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
5027          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
5028          */
5029         cfs_b->idle = 0;
5030
5031         return 0;
5032
5033 out_deactivate:
5034         return 1;
5035 }
5036
5037 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
5038 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
5039 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5040 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5041 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5042 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5043
5044 /*
5045  * Are we near the end of the current quota period?
5046  *
5047  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5048  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5049  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5050  */
5051 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5052 {
5053         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5054         u64 remaining;
5055
5056         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5057         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5058                 return 1;
5059
5060         /* is a quota refresh about to occur? */
5061         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5062         if (remaining < min_expire)
5063                 return 1;
5064
5065         return 0;
5066 }
5067
5068 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5069 {
5070         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5071
5072         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5073         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5074                 return;
5075
5076         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5077         if (cfs_b->slack_started)
5078                 return;
5079         cfs_b->slack_started = true;
5080
5081         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5082                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5083                         HRTIMER_MODE_REL);
5084 }
5085
5086 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5087 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5088 {
5089         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5090         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5091
5092         if (slack_runtime <= 0)
5093                 return;
5094
5095         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5096         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5097                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5098
5099                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5100                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5101                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5102                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5103         }
5104         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5105
5106         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5107         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5108 }
5109
5110 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5111 {
5112         if (!cfs_bandwidth_used())
5113                 return;
5114
5115         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5116                 return;
5117
5118         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5119 }
5120
5121 /*
5122  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5123  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5124  */
5125 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5126 {
5127         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5128         unsigned long flags;
5129
5130         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5131         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5132         cfs_b->slack_started = false;
5133
5134         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5135                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5136                 return;
5137         }
5138
5139         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5140                 runtime = cfs_b->runtime;
5141
5142         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5143
5144         if (!runtime)
5145                 return;
5146
5147         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5148 }
5149
5150 /*
5151  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5152  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5153  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
5154  */
5155 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5156 {
5157         if (!cfs_bandwidth_used())
5158                 return;
5159
5160         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5161         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5162                 return;
5163
5164         /* ensure the group is not already throttled */
5165         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5166                 return;
5167
5168         /* update runtime allocation */
5169         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5170         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5171                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5172 }
5173
5174 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5175 {
5176         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5177
5178         if (!cfs_bandwidth_used())
5179                 return;
5180
5181         if (!tg->parent)
5182                 return;
5183
5184         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5185         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5186
5187         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5188         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
5189 }
5190
5191 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5192 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5193 {
5194         if (!cfs_bandwidth_used())
5195                 return false;
5196
5197         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5198                 return false;
5199
5200         /*
5201          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5202          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5203          */
5204         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5205                 return true;
5206
5207         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5208 }
5209
5210 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5211 {
5212         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5213                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5214
5215         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5216
5217         return HRTIMER_NORESTART;
5218 }
5219
5220 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5221
5222 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5223 {
5224         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5225                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5226         unsigned long flags;
5227         int overrun;
5228         int idle = 0;
5229         int count = 0;
5230
5231         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5232         for (;;) {
5233                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5234                 if (!overrun)
5235                         break;
5236
5237                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5238
5239                 if (++count > 3) {
5240                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5241
5242                         /*
5243                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5244                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5245                          * to fail.
5246                          */
5247                         new = old * 2;
5248                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5249                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5250                                 cfs_b->quota *= 2;
5251
5252                                 pr_warn_ratelimited(
5253         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5254                                         smp_processor_id(),
5255                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5256                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5257                         } else {
5258                                 pr_warn_ratelimited(
5259         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5260                                         smp_processor_id(),
5261                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5262                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5263                         }
5264
5265                         /* reset count so we don't come right back in here */
5266                         count = 0;
5267                 }
5268         }
5269         if (idle)
5270                 cfs_b->period_active = 0;
5271         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5272
5273         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5274 }
5275
5276 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5277 {
5278         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5279         cfs_b->runtime = 0;
5280         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5281         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5282
5283         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5284         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5285         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5286         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5287         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5288         cfs_b->slack_started = false;
5289 }
5290
5291 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5292 {
5293         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5294         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5295 }
5296
5297 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5298 {
5299         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5300
5301         if (cfs_b->period_active)
5302                 return;
5303
5304         cfs_b->period_active = 1;
5305         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5306         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5307 }
5308
5309 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5310 {
5311         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5312         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5313                 return;
5314
5315         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5316         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5317 }
5318
5319 /*
5320  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5321  *
5322  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5323  * bits doesn't do much.
5324  */
5325
5326 /* cpu online callback */
5327 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5328 {
5329         struct task_group *tg;
5330
5331         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5332
5333         rcu_read_lock();
5334         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5335                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5336                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5337
5338                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5339                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5340                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5341         }
5342         rcu_read_unlock();
5343 }
5344
5345 /* cpu offline callback */
5346 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5347 {
5348         struct task_group *tg;
5349
5350         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5351
5352         rcu_read_lock();
5353         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5354                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5355
5356                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5357                         continue;
5358
5359                 /*
5360                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5361                  * there's some valid quota amount
5362                  */
5363                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5364                 /*
5365                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5366                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5367                  */
5368                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5369
5370                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5371                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5372         }
5373         rcu_read_unlock();
5374 }
5375
5376 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5377
5378 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5379 {
5380         return false;
5381 }
5382
5383 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5384 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5385 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5386 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5387 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5388
5389 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5390 {
5391         return 0;
5392 }
5393
5394 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5395 {
5396         return 0;
5397 }
5398
5399 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5400                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5401 {
5402         return 0;
5403 }
5404
5405 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5406
5407 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5408 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5409 #endif
5410
5411 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5412 {
5413         return NULL;
5414 }
5415 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5416 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5417 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5418
5419 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5420
5421 /**************************************************
5422  * CFS operations on tasks:
5423  */
5424
5425 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5426 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5427 {
5428         struct sched_entity *se = &p->se;
5429         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5430
5431         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5432
5433         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5434                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5435                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5436                 s64 delta = slice - ran;
5437
5438                 if (delta < 0) {
5439                         if (task_current(rq, p))
5440                                 resched_curr(rq);
5441                         return;
5442                 }
5443                 hrtick_start(rq, delta);
5444         }
5445 }
5446
5447 /*
5448  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5449  * current task is from our class and nr_running is low enough
5450  * to matter.
5451  */
5452 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5453 {
5454         struct task_struct *curr = rq->curr;
5455
5456         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5457                 return;
5458
5459         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5460                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5461 }
5462 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5463 static inline void
5464 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5465 {
5466 }
5467
5468 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5469 {
5470 }
5471 #endif
5472
5473 #ifdef CONFIG_SMP
5474 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5475
5476 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5477 {
5478         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5479 }
5480
5481 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5482 {
5483         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5484                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5485                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5486         }
5487 }
5488 #else
5489 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5490 #endif
5491
5492 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5493 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5494 {
5495         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5496                         rq->nr_running);
5497 }
5498
5499 #ifdef CONFIG_SMP
5500 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5501 {
5502         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5503 }
5504 #endif
5505
5506 /*
5507  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5508  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5509  * then put the task into the rbtree:
5510  */
5511 static void
5512 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5513 {
5514         struct cfs_rq *cfs_rq;
5515         struct sched_entity *se = &p->se;
5516         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5517         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5518
5519         /*
5520          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5521          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5522          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5523          * estimated utilization, before we update schedutil.
5524          */
5525         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5526
5527         /*
5528          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5529          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5530          * passed.
5531          */
5532         if (p->in_iowait)
5533                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5534
5535         for_each_sched_entity(se) {
5536                 if (se->on_rq)
5537                         break;
5538                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5539                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5540
5541                 cfs_rq->h_nr_running++;
5542                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5543
5544                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5545                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5546                         goto enqueue_throttle;
5547
5548                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5549         }
5550
5551         for_each_sched_entity(se) {
5552                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5553
5554                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5555                 se_update_runnable(se);
5556                 update_cfs_group(se);
5557
5558                 cfs_rq->h_nr_running++;
5559                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5560
5561                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5562                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5563                         goto enqueue_throttle;
5564
5565                /*
5566                 * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5567                 * list. Add it back to not break the leaf list.
5568                 */
5569                if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5570                        list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5571         }
5572
5573         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5574         add_nr_running(rq, 1);
5575
5576         /*
5577          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5578          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5579          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5580          * result in the load balancer ruining all the task placement
5581          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5582          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5583          * overutilized flag detection.
5584          *
5585          * A better way of solving this problem would be to wait for
5586          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5587          * into account, but that is not straightforward to implement,
5588          * and the following generally works well enough in practice.
5589          */
5590         if (!task_new)
5591                 update_overutilized_status(rq);
5592
5593 enqueue_throttle:
5594         if (cfs_bandwidth_used()) {
5595                 /*
5596                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5597                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5598                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5599                  * below.
5600                  */
5601                 for_each_sched_entity(se) {
5602                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5603
5604                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5605                                 break;
5606                 }
5607         }
5608
5609         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5610
5611         hrtick_update(rq);
5612 }
5613
5614 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5615
5616 /*
5617  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5618  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5619  * update the fair scheduling stats:
5620  */
5621 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5622 {
5623         struct cfs_rq *cfs_rq;
5624         struct sched_entity *se = &p->se;
5625         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5626         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5627         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5628
5629         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
5630
5631         for_each_sched_entity(se) {
5632                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5633                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5634
5635                 cfs_rq->h_nr_running--;
5636                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5637
5638                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5639                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5640                         goto dequeue_throttle;
5641
5642                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5643                 if (cfs_rq->load.weight) {
5644                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5645                         se = parent_entity(se);
5646                         /*
5647                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5648                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5649                          */
5650                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5651                                 set_next_buddy(se);
5652                         break;
5653                 }
5654                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5655         }
5656
5657         for_each_sched_entity(se) {
5658                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5659
5660                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5661                 se_update_runnable(se);
5662                 update_cfs_group(se);
5663
5664                 cfs_rq->h_nr_running--;
5665                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5666
5667                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5668                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5669                         goto dequeue_throttle;
5670
5671         }
5672
5673         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5674         sub_nr_running(rq, 1);
5675
5676         /* balance early to pull high priority tasks */
5677         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5678                 rq->next_balance = jiffies;
5679
5680 dequeue_throttle:
5681         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
5682         hrtick_update(rq);
5683 }
5684
5685 #ifdef CONFIG_SMP
5686
5687 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5688 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5689 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5690
5691 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5692
5693 static struct {
5694         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5695         atomic_t nr_cpus;
5696         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5697         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5698         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5699 } nohz ____cacheline_aligned;
5700
5701 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5702
5703 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5704 {
5705         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5706 }
5707
5708 /*
5709  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5710  * @cpu: the CPU which load is requested
5711  * @p: the task which load should be discounted
5712  *
5713  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5714  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5715  * CPU.
5716  *
5717  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5718  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5719  * load.
5720  */
5721 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5722 {
5723         struct cfs_rq *cfs_rq;
5724         unsigned int load;
5725
5726         /* Task has no contribution or is new */
5727         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5728                 return cpu_load(rq);
5729
5730         cfs_rq = &rq->cfs;
5731         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5732
5733         /* Discount task's util from CPU's util */
5734         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5735
5736         return load;
5737 }
5738
5739 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5740 {
5741         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5742 }
5743
5744 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5745 {
5746         struct cfs_rq *cfs_rq;
5747         unsigned int runnable;
5748
5749         /* Task has no contribution or is new */
5750         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5751                 return cpu_runnable(rq);
5752
5753         cfs_rq = &rq->cfs;
5754         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5755
5756         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5757         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5758
5759         return runnable;
5760 }
5761
5762 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5763 {
5764         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5765 }
5766
5767 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5768 {
5769         /*
5770          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5771          * jiffy will not have built up many flips.
5772          */
5773         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5774                 current->wakee_flips >>= 1;
5775                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5776         }
5777
5778         if (current->last_wakee != p) {
5779                 current->last_wakee = p;
5780                 current->wakee_flips++;
5781         }
5782 }
5783
5784 /*
5785  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5786  *
5787  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5788  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5789  *
5790  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5791  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5792  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5793  *
5794  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5795  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5796  *
5797  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5798  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5799  * socket size.
5800  */
5801 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5802 {
5803         unsigned int master = current->wakee_flips;
5804         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5805         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
5806
5807         if (master < slave)
5808                 swap(master, slave);
5809         if (slave < factor || master < slave * factor)
5810                 return 0;
5811         return 1;
5812 }
5813
5814 /*
5815  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5816  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5817  * CPU.
5818  *
5819  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5820  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5821  *
5822  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5823  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5824  *                        for the overloaded case.
5825  */
5826 static int
5827 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5828 {
5829         /*
5830          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5831          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5832          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5833          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5834          *
5835          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5836          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5837          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5838          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5839          * on one CPU.
5840          */
5841         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5842                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5843
5844         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5845                 return this_cpu;
5846
5847         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
5848                 return prev_cpu;
5849
5850         return nr_cpumask_bits;
5851 }
5852
5853 static int
5854 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5855                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5856 {
5857         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5858         unsigned long task_load;
5859
5860         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
5861
5862         if (sync) {
5863                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5864
5865                 if (current_load > this_eff_load)
5866                         return this_cpu;
5867
5868                 this_eff_load -= current_load;
5869         }
5870
5871         task_load = task_h_load(p);
5872
5873         this_eff_load += task_load;
5874         if (sched_feat(WA_BIAS))
5875                 this_eff_load *= 100;
5876         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5877
5878         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
5879         prev_eff_load -= task_load;
5880         if (sched_feat(WA_BIAS))
5881                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5882         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5883
5884         /*
5885          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5886          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5887          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5888          * idle.
5889          */
5890         if (sync)
5891                 prev_eff_load += 1;
5892
5893         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5894 }
5895
5896 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5897                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5898 {
5899         int target = nr_cpumask_bits;
5900
5901         if (sched_feat(WA_IDLE))
5902                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5903
5904         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5905                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5906
5907         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5908         if (target == nr_cpumask_bits)
5909                 return prev_cpu;
5910
5911         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5912         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5913         return target;
5914 }
5915
5916 static struct sched_group *
5917 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
5918
5919 /*
5920  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5921  */
5922 static int
5923 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5924 {
5925         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5926         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5927         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5928         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5929         int shallowest_idle_cpu = -1;
5930         int i;
5931
5932         /* Check if we have any choice: */
5933         if (group->group_weight == 1)
5934                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5935
5936         /* Traverse only the allowed CPUs */
5937         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5938                 if (sched_idle_cpu(i))
5939                         return i;
5940
5941                 if (available_idle_cpu(i)) {
5942                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5943                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5944                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5945                                 /*
5946                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5947                                  * has the smallest exit latency irrespective
5948                                  * of any idle timestamp.
5949                                  */
5950                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5951                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5952                                 shallowest_idle_cpu = i;
5953                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5954                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5955                                 /*
5956                                  * If equal or no active idle state, then
5957                                  * the most recently idled CPU might have
5958                                  * a warmer cache.
5959                                  */
5960                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5961                                 shallowest_idle_cpu = i;
5962                         }
5963                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5964                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
5965                         if (load < min_load) {
5966                                 min_load = load;
5967                                 least_loaded_cpu = i;
5968                         }
5969                 }
5970         }
5971
5972         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
5973 }
5974
5975 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5976                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5977 {
5978         int new_cpu = cpu;
5979
5980         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5981                 return prev_cpu;
5982
5983         /*
5984          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
5985          * prev_cpu's last_update_time.
5986          */
5987         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5988                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5989
5990         while (sd) {
5991                 struct sched_group *group;
5992                 struct sched_domain *tmp;
5993                 int weight;
5994
5995                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5996                         sd = sd->child;
5997                         continue;
5998                 }
5999
6000                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
6001                 if (!group) {
6002                         sd = sd->child;
6003                         continue;
6004                 }
6005
6006                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
6007                 if (new_cpu == cpu) {
6008                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
6009                         sd = sd->child;
6010                         continue;
6011                 }
6012
6013                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
6014                 cpu = new_cpu;
6015                 weight = sd->span_weight;
6016                 sd = NULL;
6017                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6018                         if (weight <= tmp->span_weight)
6019                                 break;
6020                         if (tmp->flags & sd_flag)
6021                                 sd = tmp;
6022                 }
6023         }
6024
6025         return new_cpu;
6026 }
6027
6028 static inline int __select_idle_cpu(int cpu)
6029 {
6030         if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6031                 return cpu;
6032
6033         return -1;
6034 }
6035
6036 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6037 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
6038 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
6039
6040 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6041 {
6042         struct sched_domain_shared *sds;
6043
6044         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6045         if (sds)
6046                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
6047 }
6048
6049 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6050 {
6051         struct sched_domain_shared *sds;
6052
6053         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6054         if (sds)
6055                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6056
6057         return def;
6058 }
6059
6060 /*
6061  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6062  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6063  *
6064  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6065  * state should be fairly cheap.
6066  */
6067 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6068 {
6069         int core = cpu_of(rq);
6070         int cpu;
6071
6072         rcu_read_lock();
6073         if (test_idle_cores(core, true))
6074                 goto unlock;
6075
6076         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6077                 if (cpu == core)
6078                         continue;
6079
6080                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6081                         goto unlock;
6082         }
6083
6084         set_idle_cores(core, 1);
6085 unlock:
6086         rcu_read_unlock();
6087 }
6088
6089 /*
6090  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6091  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6092  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6093  */
6094 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6095 {
6096         bool idle = true;
6097         int cpu;
6098
6099         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6100                 return __select_idle_cpu(core);
6101
6102         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6103                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6104                         idle = false;
6105                         if (*idle_cpu == -1) {
6106                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
6107                                         *idle_cpu = cpu;
6108                                         break;
6109                                 }
6110                                 continue;
6111                         }
6112                         break;
6113                 }
6114                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6115                         *idle_cpu = cpu;
6116         }
6117
6118         if (idle)
6119                 return core;
6120
6121         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6122         return -1;
6123 }
6124
6125 /*
6126  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6127  */
6128 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6129 {
6130         int cpu;
6131
6132         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6133                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
6134                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6135                         continue;
6136                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6137                         return cpu;
6138         }
6139
6140         return -1;
6141 }
6142
6143 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6144
6145 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6146 {
6147 }
6148
6149 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6150 {
6151         return def;
6152 }
6153
6154 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6155 {
6156         return __select_idle_cpu(core);
6157 }
6158
6159 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6160 {
6161         return -1;
6162 }
6163
6164 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6165
6166 /*
6167  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6168  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6169  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6170  */
6171 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
6172 {
6173         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6174         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
6175         int this = smp_processor_id();
6176         struct sched_domain *this_sd;
6177         u64 time;
6178
6179         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6180         if (!this_sd)
6181                 return -1;
6182
6183         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6184
6185         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6186                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
6187
6188                 /*
6189                  * Due to large variance we need a large fuzz factor;
6190                  * hackbench in particularly is sensitive here.
6191                  */
6192                 avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6193                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6194
6195                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6196                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6197                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6198                 else
6199                         nr = 4;
6200
6201                 time = cpu_clock(this);
6202         }
6203
6204         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6205                 if (has_idle_core) {
6206                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
6207                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6208                                 return i;
6209
6210                 } else {
6211                         if (!--nr)
6212                                 return -1;
6213                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu);
6214                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
6215                                 break;
6216                 }
6217         }
6218
6219         if (has_idle_core)
6220                 set_idle_cores(this, false);
6221
6222         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6223                 time = cpu_clock(this) - time;
6224                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6225         }
6226
6227         return idle_cpu;
6228 }
6229
6230 /*
6231  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6232  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6233  * maximize capacity.
6234  */
6235 static int
6236 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6237 {
6238         unsigned long task_util, best_cap = 0;
6239         int cpu, best_cpu = -1;
6240         struct cpumask *cpus;
6241
6242         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6243         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6244
6245         task_util = uclamp_task_util(p);
6246
6247         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6248                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6249
6250                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6251                         continue;
6252                 if (fits_capacity(task_util, cpu_cap))
6253                         return cpu;
6254
6255                 if (cpu_cap > best_cap) {
6256                         best_cap = cpu_cap;
6257                         best_cpu = cpu;
6258                 }
6259         }
6260
6261         return best_cpu;
6262 }
6263
6264 static inline bool asym_fits_capacity(int task_util, int cpu)
6265 {
6266         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6267                 return fits_capacity(task_util, capacity_of(cpu));
6268
6269         return true;
6270 }
6271
6272 /*
6273  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6274  */
6275 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6276 {
6277         bool has_idle_core = false;
6278         struct sched_domain *sd;
6279         unsigned long task_util;
6280         int i, recent_used_cpu;
6281
6282         /*
6283          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6284          * that the task fits with cpu's capacity.
6285          */
6286         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6287                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6288                 task_util = uclamp_task_util(p);
6289         }
6290
6291         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6292             asym_fits_capacity(task_util, target))
6293                 return target;
6294
6295         /*
6296          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6297          */
6298         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6299             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6300             asym_fits_capacity(task_util, prev))
6301                 return prev;
6302
6303         /*
6304          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6305          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6306          * The assumption is that the wakee queued work for the
6307          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6308          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6309          * pattern is IO completions.
6310          */
6311         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6312             prev == smp_processor_id() &&
6313             this_rq()->nr_running <= 1) {
6314                 return prev;
6315         }
6316
6317         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6318         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6319         if (recent_used_cpu != prev &&
6320             recent_used_cpu != target &&
6321             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6322             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6323             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6324             asym_fits_capacity(task_util, recent_used_cpu)) {
6325                 /*
6326                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6327                  * candidate for the next wake:
6328                  */
6329                 p->recent_used_cpu = prev;
6330                 return recent_used_cpu;
6331         }
6332
6333         /*
6334          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6335          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6336          */
6337         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6338                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6339                 /*
6340                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6341                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6342                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6343                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6344                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6345                  * capacity path.
6346                  */
6347                 if (sd) {
6348                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6349                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6350                 }
6351         }
6352
6353         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6354         if (!sd)
6355                 return target;
6356
6357         if (sched_smt_active()) {
6358                 has_idle_core = test_idle_cores(target, false);
6359
6360                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
6361                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
6362                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6363                                 return i;
6364                 }
6365         }
6366
6367         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
6368         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6369                 return i;
6370
6371         return target;
6372 }
6373
6374 /**
6375  * cpu_util - Estimates the amount of capacity of a CPU used by CFS tasks.
6376  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6377  *
6378  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6379  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6380  * (ie cpu_capacity).
6381  *
6382  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6383  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6384  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6385  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6386  * (arch_scale_freq_capacity()).
6387  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6388  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6389  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6390  *
6391  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6392  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6393  * currently RUNNABLE on that CPU.
6394  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6395  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6396  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6397  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6398  *
6399  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6400  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6401  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6402  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6403  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6404  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6405  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6406  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6407  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6408  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6409  *
6410  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6411  */
6412 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6413 {
6414         struct cfs_rq *cfs_rq;
6415         unsigned int util;
6416
6417         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6418         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6419
6420         if (sched_feat(UTIL_EST))
6421                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6422
6423         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6424 }
6425
6426 /*
6427  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6428  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6429  * @p: the task which utilization should be discounted
6430  *
6431  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6432  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6433  * execution on that CPU.
6434  *
6435  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6436  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6437  * contributing to the CPU utilization.
6438  */
6439 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6440 {
6441         struct cfs_rq *cfs_rq;
6442         unsigned int util;
6443
6444         /* Task has no contribution or is new */
6445         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6446                 return cpu_util(cpu);
6447
6448         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6449         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6450
6451         /* Discount task's util from CPU's util */
6452         lsub_positive(&util, task_util(p));
6453
6454         /*
6455          * Covered cases:
6456          *
6457          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6458          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6459          *    and thus we return:
6460          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6461          *
6462          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6463          *    IDLE, then:
6464          *      cpu_util >= task_util
6465          *      cpu_util > util_est (== 0)
6466          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6467          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6468          *
6469          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6470          *      util_est > cpu_util
6471          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6472          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6473          *    considering the expected utilization of tasks already
6474          *    runnable on that CPU.
6475          *
6476          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6477          * covered by the following code when estimated utilization is
6478          * enabled.
6479          */
6480         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6481                 unsigned int estimated =
6482                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6483
6484                 /*
6485                  * Despite the following checks we still have a small window
6486                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6487                  * races with LB's detach_task():
6488                  *
6489                  *   detach_task()
6490                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6491                  *     ---------------------------------- A
6492                  *     deactivate_task()                   \
6493                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6494                  *         util_est_dequeue()              /
6495                  *     ---------------------------------- B
6496                  *
6497                  * The additional check on "current == p" it's required to
6498                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6499                  * reducing the chances for the above race.
6500                  */
6501                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6502                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6503
6504                 util = max(util, estimated);
6505         }
6506
6507         /*
6508          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6509          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6510          * the cpu_util call.
6511          */
6512         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6513 }
6514
6515 /*
6516  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6517  * to @dst_cpu.
6518  */
6519 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6520 {
6521         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6522         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6523
6524         /*
6525          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6526          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6527          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6528          * util_avg should already be correct.
6529          */
6530         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6531                 lsub_positive(&util, task_util(p));
6532         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6533                 util += task_util(p);
6534
6535         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6536                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6537
6538                 /*
6539                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6540                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6541                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6542                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6543                  */
6544                 if (dst_cpu == cpu)
6545                         util_est += _task_util_est(p);
6546
6547                 util = max(util, util_est);
6548         }
6549
6550         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6551 }
6552
6553 /*
6554  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6555  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6556  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6557  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6558  * task.
6559  */
6560 static long
6561 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6562 {
6563         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6564         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6565         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6566         int cpu;
6567
6568         /*
6569          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6570          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6571          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6572          * instead of the rd span.
6573          *
6574          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6575          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6576          */
6577         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6578                 unsigned long util_freq = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6579                 unsigned long cpu_util, util_running = util_freq;
6580                 struct task_struct *tsk = NULL;
6581
6582                 /*
6583                  * When @p is placed on @cpu:
6584                  *
6585                  * util_running = max(cpu_util, cpu_util_est) +
6586                  *                max(task_util, _task_util_est)
6587                  *
6588                  * while cpu_util_next is: max(cpu_util + task_util,
6589                  *                             cpu_util_est + _task_util_est)
6590                  */
6591                 if (cpu == dst_cpu) {
6592                         tsk = p;
6593                         util_running =
6594                                 cpu_util_next(cpu, p, -1) + task_util_est(p);
6595                 }
6596
6597                 /*
6598                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6599                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6600                  * is already enough to scale the EM reported power
6601                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6602                  */
6603                 sum_util += effective_cpu_util(cpu, util_running, cpu_cap,
6604                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6605
6606                 /*
6607                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6608                  * must be considered since it affects the selection
6609                  * of the performance domain frequency.
6610                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6611                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6612                  */
6613                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_freq, cpu_cap,
6614                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6615                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6616         }
6617
6618         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6619 }
6620
6621 /*
6622  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6623  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6624  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6625  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6626  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6627  *
6628  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6629  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6630  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6631  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6632  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6633  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6634  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6635  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6636  * the best candidates of the performance domain.
6637  *
6638  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6639  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6640  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6641  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6642  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6643  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6644  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6645  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6646  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6647  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6648  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6649  *
6650  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6651  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6652  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6653  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6654  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6655  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6656  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6657  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6658  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6659  */
6660 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6661 {
6662         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6663         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6664         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6665         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6666         struct sched_domain *sd;
6667         struct perf_domain *pd;
6668
6669         rcu_read_lock();
6670         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6671         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6672                 goto fail;
6673
6674         /*
6675          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6676          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6677          */
6678         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6679         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6680                 sd = sd->parent;
6681         if (!sd)
6682                 goto fail;
6683
6684         sync_entity_load_avg(&p->se);
6685         if (!task_util_est(p))
6686                 goto unlock;
6687
6688         for (; pd; pd = pd->next) {
6689                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6690                 unsigned long base_energy_pd;
6691                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6692
6693                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6694                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6695                 base_energy += base_energy_pd;
6696
6697                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6698                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6699                                 continue;
6700
6701                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6702                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6703                         spare_cap = cpu_cap;
6704                         lsub_positive(&spare_cap, util);
6705
6706                         /*
6707                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6708                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6709                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6710                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6711                          * aligned with sched_cpu_util().
6712                          */
6713                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6714                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6715                                 continue;
6716
6717                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6718                         if (cpu == prev_cpu) {
6719                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6720                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6721                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6722                         }
6723
6724                         /*
6725                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6726                          * the performance domain
6727                          */
6728                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6729                                 max_spare_cap = spare_cap;
6730                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6731                         }
6732                 }
6733
6734                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6735                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap_cpu != prev_cpu) {
6736                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6737                         cur_delta -= base_energy_pd;
6738                         if (cur_delta < best_delta) {
6739                                 best_delta = cur_delta;
6740                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6741                         }
6742                 }
6743         }
6744 unlock:
6745         rcu_read_unlock();
6746
6747         /*
6748          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6749          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6750          */
6751         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6752                 return best_energy_cpu;
6753
6754         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6755                 return best_energy_cpu;
6756
6757         return prev_cpu;
6758
6759 fail:
6760         rcu_read_unlock();
6761
6762         return -1;
6763 }
6764
6765 /*
6766  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6767  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6768  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6769  *
6770  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6771  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6772  *
6773  * Returns the target CPU number.
6774  *
6775  * preempt must be disabled.
6776  */
6777 static int
6778 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
6779 {
6780         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6781         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6782         int cpu = smp_processor_id();
6783         int new_cpu = prev_cpu;
6784         int want_affine = 0;
6785         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
6786         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
6787
6788         if (wake_flags & WF_TTWU) {
6789                 record_wakee(p);
6790
6791                 if (sched_energy_enabled()) {
6792                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6793                         if (new_cpu >= 0)
6794                                 return new_cpu;
6795                         new_cpu = prev_cpu;
6796                 }
6797
6798                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6799         }
6800
6801         rcu_read_lock();
6802         for_each_domain(cpu, tmp) {
6803                 /*
6804                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6805                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6806                  */
6807                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6808                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6809                         if (cpu != prev_cpu)
6810                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6811
6812                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6813                         break;
6814                 }
6815
6816                 if (tmp->flags & sd_flag)
6817                         sd = tmp;
6818                 else if (!want_affine)
6819                         break;
6820         }
6821
6822         if (unlikely(sd)) {
6823                 /* Slow path */
6824                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6825         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
6826                 /* Fast path */
6827                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6828
6829                 if (want_affine)
6830                         current->recent_used_cpu = cpu;
6831         }
6832         rcu_read_unlock();
6833
6834         return new_cpu;
6835 }
6836
6837 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6838
6839 /*
6840  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6841  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6842  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6843  */
6844 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6845 {
6846         /*
6847          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6848          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6849          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6850          * the task on the new runqueue.
6851          */
6852         if (p->state == TASK_WAKING) {
6853                 struct sched_entity *se = &p->se;
6854                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6855                 u64 min_vruntime;
6856
6857 #ifndef CONFIG_64BIT
6858                 u64 min_vruntime_copy;
6859
6860                 do {
6861                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6862                         smp_rmb();
6863                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6864                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6865 #else
6866                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6867 #endif
6868
6869                 se->vruntime -= min_vruntime;
6870         }
6871
6872         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6873                 /*
6874                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6875                  * rq->lock and can modify state directly.
6876                  */
6877                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6878                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6879
6880         } else {
6881                 /*
6882                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6883                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6884                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6885                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6886                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6887                  * sounds not bad.
6888                  */
6889                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6890         }
6891
6892         /* Tell new CPU we are migrated */
6893         p->se.avg.last_update_time = 0;
6894
6895         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6896         p->se.exec_start = 0;
6897
6898         update_scan_period(p, new_cpu);
6899 }
6900
6901 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6902 {
6903         remove_entity_load_avg(&p->se);
6904 }
6905
6906 static int
6907 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6908 {
6909         if (rq->nr_running)
6910                 return 1;
6911
6912         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
6913 }
6914 #endif /* CONFIG_SMP */
6915
6916 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6917 {
6918         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6919
6920         /*
6921          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6922          * to virtual-time in his units.
6923          *
6924          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6925          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6926          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6927          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6928          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6929          *
6930          * This is especially important for buddies when the leftmost
6931          * task is higher priority than the buddy.
6932          */
6933         return calc_delta_fair(gran, se);
6934 }
6935
6936 /*
6937  * Should 'se' preempt 'curr'.
6938  *
6939  *             |s1
6940  *        |s2
6941  *   |s3
6942  *         g
6943  *      |<--->|c
6944  *
6945  *  w(c, s1) = -1
6946  *  w(c, s2) =  0
6947  *  w(c, s3) =  1
6948  *
6949  */
6950 static int
6951 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6952 {
6953         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6954
6955         if (vdiff <= 0)
6956                 return -1;
6957
6958         gran = wakeup_gran(se);
6959         if (vdiff > gran)
6960                 return 1;
6961
6962         return 0;
6963 }
6964
6965 static void set_last_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)->last = se;
6974         }
6975 }
6976
6977 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6978 {
6979         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6980                 return;
6981
6982         for_each_sched_entity(se) {
6983                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6984                         return;
6985                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6986         }
6987 }
6988
6989 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6990 {
6991         for_each_sched_entity(se)
6992                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6993 }
6994
6995 /*
6996  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6997  */
6998 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6999 {
7000         struct task_struct *curr = rq->curr;
7001         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
7002         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7003         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
7004         int next_buddy_marked = 0;
7005
7006         if (unlikely(se == pse))
7007                 return;
7008
7009         /*
7010          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
7011          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
7012          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
7013          * next-buddy nomination below.
7014          */
7015         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
7016                 return;
7017
7018         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
7019                 set_next_buddy(pse);
7020                 next_buddy_marked = 1;
7021         }
7022
7023         /*
7024          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
7025          * wake up path.
7026          *
7027          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
7028          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
7029          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
7030          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
7031          * below.
7032          */
7033         if (test_tsk_need_resched(curr))
7034                 return;
7035
7036         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
7037         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
7038             likely(!task_has_idle_policy(p)))
7039                 goto preempt;
7040
7041         /*
7042          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
7043          * is driven by the tick):
7044          */
7045         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
7046                 return;
7047
7048         find_matching_se(&se, &pse);
7049         update_curr(cfs_rq_of(se));
7050         BUG_ON(!pse);
7051         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
7052                 /*
7053                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
7054                  * triggering this preemption.
7055                  */
7056                 if (!next_buddy_marked)
7057                         set_next_buddy(pse);
7058                 goto preempt;
7059         }
7060
7061         return;
7062
7063 preempt:
7064         resched_curr(rq);
7065         /*
7066          * Only set the backward buddy when the current task is still
7067          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
7068          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
7069          * point, either of which can * drop the rq lock.
7070          *
7071          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
7072          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
7073          */
7074         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
7075                 return;
7076
7077         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
7078                 set_last_buddy(se);
7079 }
7080
7081 struct task_struct *
7082 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7083 {
7084         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7085         struct sched_entity *se;
7086         struct task_struct *p;
7087         int new_tasks;
7088
7089 again:
7090         if (!sched_fair_runnable(rq))
7091                 goto idle;
7092
7093 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7094         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7095                 goto simple;
7096
7097         /*
7098          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7099          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7100          *
7101          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7102          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7103          */
7104
7105         do {
7106                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7107
7108                 /*
7109                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7110                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7111                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7112                  * forget we've ever seen it.
7113                  */
7114                 if (curr) {
7115                         if (curr->on_rq)
7116                                 update_curr(cfs_rq);
7117                         else
7118                                 curr = NULL;
7119
7120                         /*
7121                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7122                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7123                          * Therefore the nr_running test will indeed
7124                          * be correct.
7125                          */
7126                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7127                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7128
7129                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7130                                         goto idle;
7131
7132                                 goto simple;
7133                         }
7134                 }
7135
7136                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7137                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7138         } while (cfs_rq);
7139
7140         p = task_of(se);
7141
7142         /*
7143          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7144          * is a different task than we started out with, try and touch the
7145          * least amount of cfs_rqs.
7146          */
7147         if (prev != p) {
7148                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7149
7150                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7151                         int se_depth = se->depth;
7152                         int pse_depth = pse->depth;
7153
7154                         if (se_depth <= pse_depth) {
7155                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7156                                 pse = parent_entity(pse);
7157                         }
7158                         if (se_depth >= pse_depth) {
7159                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7160                                 se = parent_entity(se);
7161                         }
7162                 }
7163
7164                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7165                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7166         }
7167
7168         goto done;
7169 simple:
7170 #endif
7171         if (prev)
7172                 put_prev_task(rq, prev);
7173
7174         do {
7175                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7176                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7177                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7178         } while (cfs_rq);
7179
7180         p = task_of(se);
7181
7182 done: __maybe_unused;
7183 #ifdef CONFIG_SMP
7184         /*
7185          * Move the next running task to the front of
7186          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7187          * one.
7188          */
7189         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7190 #endif
7191
7192         if (hrtick_enabled_fair(rq))
7193                 hrtick_start_fair(rq, p);
7194
7195         update_misfit_status(p, rq);
7196
7197         return p;
7198
7199 idle:
7200         if (!rf)
7201                 return NULL;
7202
7203         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7204
7205         /*
7206          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7207          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7208          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7209          */
7210         if (new_tasks < 0)
7211                 return RETRY_TASK;
7212
7213         if (new_tasks > 0)
7214                 goto again;
7215
7216         /*
7217          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7218          * lost_idle_time of clock_pelt
7219          */
7220         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7221
7222         return NULL;
7223 }
7224
7225 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7226 {
7227         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7228 }
7229
7230 /*
7231  * Account for a descheduled task:
7232  */
7233 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7234 {
7235         struct sched_entity *se = &prev->se;
7236         struct cfs_rq *cfs_rq;
7237
7238         for_each_sched_entity(se) {
7239                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7240                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7241         }
7242 }
7243
7244 /*
7245  * sched_yield() is very simple
7246  *
7247  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7248  */
7249 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7250 {
7251         struct task_struct *curr = rq->curr;
7252         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7253         struct sched_entity *se = &curr->se;
7254
7255         /*
7256          * Are we the only task in the tree?
7257          */
7258         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7259                 return;
7260
7261         clear_buddies(cfs_rq, se);
7262
7263         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7264                 update_rq_clock(rq);
7265                 /*
7266                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7267                  */
7268                 update_curr(cfs_rq);
7269                 /*
7270                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7271                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7272                  * and double the fastpath cost.
7273                  */
7274                 rq_clock_skip_update(rq);
7275         }
7276
7277         set_skip_buddy(se);
7278 }
7279
7280 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7281 {
7282         struct sched_entity *se = &p->se;
7283
7284         /* throttled hierarchies are not runnable */
7285         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7286                 return false;
7287
7288         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7289         set_next_buddy(se);
7290
7291         yield_task_fair(rq);
7292
7293         return true;
7294 }
7295
7296 #ifdef CONFIG_SMP
7297 /**************************************************
7298  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7299  *
7300  * BASICS
7301  *
7302  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7303  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7304  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7305  *
7306  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7307  *
7308  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7309  * W_i,0 is defined as:
7310  *
7311  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7312  *
7313  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7314  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7315  *
7316  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7317  * weight:
7318  *
7319  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7320  *
7321  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7322  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7323  * can also include other factors [XXX].
7324  *
7325  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7326  * directly from (1):
7327  *
7328  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7329  *
7330  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7331  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7332  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7333  *
7334  * [XXX expand on:
7335  *     - infeasible weights;
7336  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7337  *
7338  *
7339  * SCHED DOMAINS
7340  *
7341  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7342  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7343  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7344  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7345  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7346  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7347  * the groups.
7348  *
7349  * This yields:
7350  *
7351  *     log_2 n     1     n
7352  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7353  *     i = 0      2^i   2^i
7354  *                               `- size of each group
7355  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7356  *         |         `- freq
7357  *         `- sum over all levels
7358  *
7359  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7360  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7361  *
7362  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7363  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7364  *
7365  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7366  *
7367  *             log_2 n
7368  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7369  *             k = 0
7370  *
7371  * And you'll find that:
7372  *
7373  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7374  *
7375  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7376  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7377  * of:
7378  *
7379  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7380  *
7381  *
7382  * WORK CONSERVING
7383  *
7384  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7385  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7386  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7387  *
7388  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7389  * time.
7390  *
7391  * [XXX more?]
7392  *
7393  *
7394  * CGROUPS
7395  *
7396  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7397  *
7398  *                                s_k,i
7399  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7400  *                                 S_k
7401  *
7402  * Where
7403  *
7404  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7405  *
7406  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7407  *
7408  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7409  * property.
7410  *
7411  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7412  *      rewrite all of this once again.]
7413  */
7414
7415 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7416
7417 enum fbq_type { regular, remote, all };
7418
7419 /*
7420  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7421  *
7422  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7423  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7424  * group. See update_sd_pick_busiest().
7425  */
7426 enum group_type {
7427         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7428         group_has_spare = 0,
7429         /*
7430          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7431          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7432          */
7433         group_fully_busy,
7434         /*
7435          * SD_ASYM_CPUCAPACITY only: One task doesn't fit with CPU's capacity
7436          * and must be migrated to a more powerful CPU.
7437          */
7438         group_misfit_task,
7439         /*
7440          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7441          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7442          * current CPU.
7443          */
7444         group_asym_packing,
7445         /*
7446          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7447          * from balancing the load across the system.
7448          */
7449         group_imbalanced,
7450         /*
7451          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7452          * tasks.
7453          */
7454         group_overloaded
7455 };
7456
7457 enum migration_type {
7458         migrate_load = 0,
7459         migrate_util,
7460         migrate_task,
7461         migrate_misfit
7462 };
7463
7464 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7465 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7466 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7467 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7468 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
7469
7470 struct lb_env {
7471         struct sched_domain     *sd;
7472
7473         struct rq               *src_rq;
7474         int                     src_cpu;
7475
7476         int                     dst_cpu;
7477         struct rq               *dst_rq;
7478
7479         struct cpumask          *dst_grpmask;
7480         int                     new_dst_cpu;
7481         enum cpu_idle_type      idle;
7482         long                    imbalance;
7483         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7484         struct cpumask          *cpus;
7485
7486         unsigned int            flags;
7487
7488         unsigned int            loop;
7489         unsigned int            loop_break;
7490         unsigned int            loop_max;
7491
7492         enum fbq_type           fbq_type;
7493         enum migration_type     migration_type;
7494         struct list_head        tasks;
7495 };
7496
7497 /*
7498  * Is this task likely cache-hot:
7499  */
7500 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7501 {
7502         s64 delta;
7503
7504         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7505
7506         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7507                 return 0;
7508
7509         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7510                 return 0;
7511
7512         /* SMT siblings share cache */
7513         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7514                 return 0;
7515
7516         /*
7517          * Buddy candidates are cache hot:
7518          */
7519         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7520                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7521                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7522                 return 1;
7523
7524         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7525                 return 1;
7526         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7527                 return 0;
7528
7529         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7530
7531         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7532 }
7533
7534 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7535 /*
7536  * Returns 1, if task migration degrades locality
7537  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7538  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7539  */
7540 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7541 {
7542         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7543         unsigned long src_weight, dst_weight;
7544         int src_nid, dst_nid, dist;
7545
7546         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7547                 return -1;
7548
7549         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7550                 return -1;
7551
7552         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7553         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7554
7555         if (src_nid == dst_nid)
7556                 return -1;
7557
7558         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7559         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7560                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7561                         return 1;
7562                 else
7563                         return -1;
7564         }
7565
7566         /* Encourage migration to the preferred node. */
7567         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7568                 return 0;
7569
7570         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7571         if (env->idle == CPU_IDLE)
7572                 return -1;
7573
7574         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7575         if (numa_group) {
7576                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7577                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7578         } else {
7579                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7580                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7581         }
7582
7583         return dst_weight < src_weight;
7584 }
7585
7586 #else
7587 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7588                                              struct lb_env *env)
7589 {
7590         return -1;
7591 }
7592 #endif
7593
7594 /*
7595  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7596  */
7597 static
7598 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7599 {
7600         int tsk_cache_hot;
7601
7602         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7603
7604         /*
7605          * We do not migrate tasks that are:
7606          * 1) throttled_lb_pair, or
7607          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7608          * 3) running (obviously), or
7609          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7610          */
7611         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7612                 return 0;
7613
7614         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7615         if ((p->flags & PF_KTHREAD) && kthread_is_per_cpu(p))
7616                 return 0;
7617
7618         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7619                 int cpu;
7620
7621                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7622
7623                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7624
7625                 /*
7626                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7627                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7628                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7629                  *
7630                  * Avoid computing new_dst_cpu
7631                  * - for NEWLY_IDLE
7632                  * - if we have already computed one in current iteration
7633                  * - if it's an active balance
7634                  */
7635                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
7636                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
7637                         return 0;
7638
7639                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7640                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7641                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7642                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7643                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7644                                 break;
7645                         }
7646                 }
7647
7648                 return 0;
7649         }
7650
7651         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
7652         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7653
7654         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7655                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7656                 return 0;
7657         }
7658
7659         /*
7660          * Aggressive migration if:
7661          * 1) active balance
7662          * 2) destination numa is preferred
7663          * 3) task is cache cold, or
7664          * 4) too many balance attempts have failed.
7665          */
7666         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
7667                 return 1;
7668
7669         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7670         if (tsk_cache_hot == -1)
7671                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7672
7673         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7674             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7675                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7676                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7677                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7678                 }
7679                 return 1;
7680         }
7681
7682         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7683         return 0;
7684 }
7685
7686 /*
7687  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7688  */
7689 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7690 {
7691         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7692
7693         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7694         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7695 }
7696
7697 /*
7698  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7699  * part of active balancing operations within "domain".
7700  *
7701  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7702  */
7703 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7704 {
7705         struct task_struct *p;
7706
7707         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7708
7709         list_for_each_entry_reverse(p,
7710                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7711                 if (!can_migrate_task(p, env))
7712                         continue;
7713
7714                 detach_task(p, env);
7715
7716                 /*
7717                  * Right now, this is only the second place where
7718                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7719                  * so we can safely collect stats here rather than
7720                  * inside detach_tasks().
7721                  */
7722                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7723                 return p;
7724         }
7725         return NULL;
7726 }
7727
7728 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7729
7730 /*
7731  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7732  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7733  *
7734  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7735  */
7736 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7737 {
7738         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7739         unsigned long util, load;
7740         struct task_struct *p;
7741         int detached = 0;
7742
7743         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7744
7745         /*
7746          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
7747          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
7748          */
7749         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
7750                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7751                 return 0;
7752         }
7753
7754         if (env->imbalance <= 0)
7755                 return 0;
7756
7757         while (!list_empty(tasks)) {
7758                 /*
7759                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7760                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7761                  */
7762                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7763                         break;
7764
7765                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7766
7767                 env->loop++;
7768                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7769                 if (env->loop > env->loop_max)
7770                         break;
7771
7772                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7773                 if (env->loop > env->loop_break) {
7774                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7775                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7776                         break;
7777                 }
7778
7779                 if (!can_migrate_task(p, env))
7780                         goto next;
7781
7782                 switch (env->migration_type) {
7783                 case migrate_load:
7784                         /*
7785                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
7786                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
7787                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
7788                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
7789                          * detaching up to loop_max tasks.
7790                          */
7791                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
7792
7793                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7794                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7795                                 goto next;
7796
7797                         /*
7798                          * Make sure that we don't migrate too much load.
7799                          * Nevertheless, let relax the constraint if
7800                          * scheduler fails to find a good waiting task to
7801                          * migrate.
7802                          */
7803                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
7804                                 goto next;
7805
7806                         env->imbalance -= load;
7807                         break;
7808
7809                 case migrate_util:
7810                         util = task_util_est(p);
7811
7812                         if (util > env->imbalance)
7813                                 goto next;
7814
7815                         env->imbalance -= util;
7816                         break;
7817
7818                 case migrate_task:
7819                         env->imbalance--;
7820                         break;
7821
7822                 case migrate_misfit:
7823                         /* This is not a misfit task */
7824                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7825                                 goto next;
7826
7827                         env->imbalance = 0;
7828                         break;
7829                 }
7830
7831                 detach_task(p, env);
7832                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7833
7834                 detached++;
7835
7836 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7837                 /*
7838                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7839                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7840                  * the critical section.
7841                  */
7842                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7843                         break;
7844 #endif
7845
7846                 /*
7847                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7848                  * load/util/tasks.
7849                  */
7850                 if (env->imbalance <= 0)
7851                         break;
7852
7853                 continue;
7854 next:
7855                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7856         }
7857
7858         /*
7859          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7860          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7861          * than inside detach_one_task().
7862          */
7863         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7864
7865         return detached;
7866 }
7867
7868 /*
7869  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7870  */
7871 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7872 {
7873         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7874
7875         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7876         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7877         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7878 }
7879
7880 /*
7881  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7882  * its new rq.
7883  */
7884 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7885 {
7886         struct rq_flags rf;
7887
7888         rq_lock(rq, &rf);
7889         update_rq_clock(rq);
7890         attach_task(rq, p);
7891         rq_unlock(rq, &rf);
7892 }
7893
7894 /*
7895  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7896  * new rq.
7897  */
7898 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7899 {
7900         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7901         struct task_struct *p;
7902         struct rq_flags rf;
7903
7904         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7905         update_rq_clock(env->dst_rq);
7906
7907         while (!list_empty(tasks)) {
7908                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7909                 list_del_init(&p->se.group_node);
7910
7911                 attach_task(env->dst_rq, p);
7912         }
7913
7914         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7915 }
7916
7917 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7918 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7919 {
7920         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7921                 return true;
7922
7923         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7924                 return true;
7925
7926         return false;
7927 }
7928
7929 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7930 {
7931         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7932                 return true;
7933
7934         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7935                 return true;
7936
7937         if (thermal_load_avg(rq))
7938                 return true;
7939
7940 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7941         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7942                 return true;
7943 #endif
7944
7945         return false;
7946 }
7947
7948 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
7949 {
7950         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
7951 }
7952
7953 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7954 {
7955         if (!has_blocked)
7956                 rq->has_blocked_load = 0;
7957 }
7958 #else
7959 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7960 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7961 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
7962 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7963 #endif
7964
7965 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
7966 {
7967         const struct sched_class *curr_class;
7968         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
7969         unsigned long thermal_pressure;
7970         bool decayed;
7971
7972         /*
7973          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
7974          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
7975          */
7976         curr_class = rq->curr->sched_class;
7977
7978         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
7979
7980         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
7981                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
7982                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
7983                   update_irq_load_avg(rq, 0);
7984
7985         if (others_have_blocked(rq))
7986                 *done = false;
7987
7988         return decayed;
7989 }
7990
7991 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7992
7993 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7994 {
7995         if (cfs_rq->load.weight)
7996                 return false;
7997
7998         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7999                 return false;
8000
8001         if (cfs_rq->avg.util_sum)
8002                 return false;
8003
8004         if (cfs_rq->avg.runnable_sum)
8005                 return false;
8006
8007         return true;
8008 }
8009
8010 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8011 {
8012         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
8013         bool decayed = false;
8014         int cpu = cpu_of(rq);
8015
8016         /*
8017          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
8018          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
8019          */
8020         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
8021                 struct sched_entity *se;
8022
8023                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
8024                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
8025
8026                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
8027                                 decayed = true;
8028                 }
8029
8030                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
8031                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
8032                 if (se && !skip_blocked_update(se))
8033                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
8034
8035                 /*
8036                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
8037                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
8038                  */
8039                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
8040                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
8041
8042                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
8043                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8044                         *done = false;
8045         }
8046
8047         return decayed;
8048 }
8049
8050 /*
8051  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
8052  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
8053  * group is a fraction of its parents load.
8054  */
8055 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
8056 {
8057         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
8058         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
8059         unsigned long now = jiffies;
8060         unsigned long load;
8061
8062         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8063                 return;
8064
8065         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
8066         for_each_sched_entity(se) {
8067                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8068                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
8069                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8070                         break;
8071         }
8072
8073         if (!se) {
8074                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
8075                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8076         }
8077
8078         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
8079                 load = cfs_rq->h_load;
8080                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
8081                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8082                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8083                 cfs_rq->h_load = load;
8084                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8085         }
8086 }
8087
8088 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8089 {
8090         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
8091
8092         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
8093         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
8094                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8095 }
8096 #else
8097 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8098 {
8099         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8100         bool decayed;
8101
8102         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
8103         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8104                 *done = false;
8105
8106         return decayed;
8107 }
8108
8109 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8110 {
8111         return p->se.avg.load_avg;
8112 }
8113 #endif
8114
8115 static void update_blocked_averages(int cpu)
8116 {
8117         bool decayed = false, done = true;
8118         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8119         struct rq_flags rf;
8120
8121         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8122         update_blocked_load_tick(rq);
8123         update_rq_clock(rq);
8124
8125         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8126         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8127
8128         update_blocked_load_status(rq, !done);
8129         if (decayed)
8130                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8131         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8132 }
8133
8134 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8135
8136 /*
8137  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8138  */
8139 struct sg_lb_stats {
8140         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8141         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8142         unsigned long group_capacity;
8143         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8144         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8145         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8146         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8147         unsigned int idle_cpus;
8148         unsigned int group_weight;
8149         enum group_type group_type;
8150         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8151         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8152 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8153         unsigned int nr_numa_running;
8154         unsigned int nr_preferred_running;
8155 #endif
8156 };
8157
8158 /*
8159  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8160  *               during load balancing.
8161  */
8162 struct sd_lb_stats {
8163         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8164         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8165         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8166         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8167         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8168         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8169
8170         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8171         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8172 };
8173
8174 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8175 {
8176         /*
8177          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8178          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8179          * We must however set busiest_stat::group_type and
8180          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8181          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8182          */
8183         *sds = (struct sd_lb_stats){
8184                 .busiest = NULL,
8185                 .local = NULL,
8186                 .total_load = 0UL,
8187                 .total_capacity = 0UL,
8188                 .busiest_stat = {
8189                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8190                         .group_type = group_has_spare,
8191                 },
8192         };
8193 }
8194
8195 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8196 {
8197         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8198         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8199         unsigned long used, free;
8200         unsigned long irq;
8201
8202         irq = cpu_util_irq(rq);
8203
8204         if (unlikely(irq >= max))
8205                 return 1;
8206
8207         /*
8208          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8209          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8210          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8211          * average uses the actual delta max capacity(load).
8212          */
8213         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8214         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8215         used += thermal_load_avg(rq);
8216
8217         if (unlikely(used >= max))
8218                 return 1;
8219
8220         free = max - used;
8221
8222         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8223 }
8224
8225 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8226 {
8227         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8228         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8229
8230         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8231
8232         if (!capacity)
8233                 capacity = 1;
8234
8235         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8236         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8237
8238         sdg->sgc->capacity = capacity;
8239         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8240         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8241 }
8242
8243 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8244 {
8245         struct sched_domain *child = sd->child;
8246         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8247         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8248         unsigned long interval;
8249
8250         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8251         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8252         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8253
8254         if (!child) {
8255                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8256                 return;
8257         }
8258
8259         capacity = 0;
8260         min_capacity = ULONG_MAX;
8261         max_capacity = 0;
8262
8263         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8264                 /*
8265                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8266                  * span the current group.
8267                  */
8268
8269                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8270                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8271
8272                         capacity += cpu_cap;
8273                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8274                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8275                 }
8276         } else  {
8277                 /*
8278                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8279                  * span the current group.
8280                  */
8281
8282                 group = child->groups;
8283                 do {
8284                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8285
8286                         capacity += sgc->capacity;
8287                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8288                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8289                         group = group->next;
8290                 } while (group != child->groups);
8291         }
8292
8293         sdg->sgc->capacity = capacity;
8294         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8295         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8296 }
8297
8298 /*
8299  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8300  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8301  * Return true is the capacity is reduced
8302  */
8303 static inline int
8304 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8305 {
8306         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8307                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8308 }
8309
8310 /*
8311  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8312  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8313  * the task's current CPU is heavily pressured.
8314  */
8315 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8316 {
8317         return rq->misfit_task_load &&
8318                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8319                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8320 }
8321
8322 /*
8323  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8324  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8325  *
8326  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8327  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8328  * Something like:
8329  *
8330  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8331  *              *     * * *
8332  *
8333  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8334  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8335  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8336  *
8337  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8338  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8339  * moving tasks due to affinity constraints.
8340  *
8341  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8342  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8343  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8344  * to create an effective group imbalance.
8345  *
8346  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8347  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8348  * subtle and fragile situation.
8349  */
8350
8351 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8352 {
8353         return group->sgc->imbalance;
8354 }
8355
8356 /*
8357  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8358  * be used by some tasks.
8359  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8360  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8361  * available capacity for CFS tasks.
8362  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8363  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8364  * capacity in meaningful for the load balancer.
8365  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8366  * any benefit for the load balance.
8367  */
8368 static inline bool
8369 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8370 {
8371         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8372                 return true;
8373
8374         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8375                         (sgs->group_runnable * 100))
8376                 return false;
8377
8378         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8379                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8380                 return true;
8381
8382         return false;
8383 }
8384
8385 /*
8386  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8387  *  handle.
8388  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8389  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8390  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8391  *  false.
8392  */
8393 static inline bool
8394 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8395 {
8396         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8397                 return false;
8398
8399         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8400                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8401                 return true;
8402
8403         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8404                         (sgs->group_runnable * 100))
8405                 return true;
8406
8407         return false;
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             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
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             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
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_greater(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         } else {
9841                 sd->nr_balance_failed = 0;
9842         }
9843
9844         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
9845                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9846                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9847         }
9848
9849         goto out;
9850
9851 out_balanced:
9852         /*
9853          * We reach balance although we may have faced some affinity
9854          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9855          * a chance to move and fix the imbalance.
9856          */
9857         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9858                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9859
9860                 if (*group_imbalance)
9861                         *group_imbalance = 0;
9862         }
9863
9864 out_all_pinned:
9865         /*
9866          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9867          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9868          * can try to migrate them.
9869          */
9870         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9871
9872         sd->nr_balance_failed = 0;
9873
9874 out_one_pinned:
9875         ld_moved = 0;
9876
9877         /*
9878          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9879          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9880          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
9881          * increase logic to avoid that.
9882          */
9883         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9884                 goto out;
9885
9886         /* tune up the balancing interval */
9887         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9888              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9889             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9890                 sd->balance_interval *= 2;
9891 out:
9892         return ld_moved;
9893 }
9894
9895 static inline unsigned long
9896 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9897 {
9898         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9899
9900         if (cpu_busy)
9901                 interval *= sd->busy_factor;
9902
9903         /* scale ms to jiffies */
9904         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9905
9906         /*
9907          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
9908          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
9909          * from being multiples of each other.
9910          */
9911         if (cpu_busy)
9912                 interval -= 1;
9913
9914         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9915
9916         return interval;
9917 }
9918
9919 static inline void
9920 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9921 {
9922         unsigned long interval, next;
9923
9924         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9925         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9926         next = sd->last_balance + interval;
9927
9928         if (time_after(*next_balance, next))
9929                 *next_balance = next;
9930 }
9931
9932 /*
9933  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9934  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9935  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9936  * avoids physical / logical imbalances.
9937  */
9938 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9939 {
9940         struct rq *busiest_rq = data;
9941         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9942         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9943         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9944         struct sched_domain *sd;
9945         struct task_struct *p = NULL;
9946         struct rq_flags rf;
9947
9948         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9949         /*
9950          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9951          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9952          * inactive CPUs.
9953          */
9954         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9955                 goto out_unlock;
9956
9957         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9958         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9959                      !busiest_rq->active_balance))
9960                 goto out_unlock;
9961
9962         /* Is there any task to move? */
9963         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9964                 goto out_unlock;
9965
9966         /*
9967          * This condition is "impossible", if it occurs
9968          * we need to fix it. Originally reported by
9969          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9970          */
9971         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9972
9973         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9974         rcu_read_lock();
9975         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9976                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9977                         break;
9978         }
9979
9980         if (likely(sd)) {
9981                 struct lb_env env = {
9982                         .sd             = sd,
9983                         .dst_cpu        = target_cpu,
9984                         .dst_rq         = target_rq,
9985                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9986                         .src_rq         = busiest_rq,
9987                         .idle           = CPU_IDLE,
9988                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
9989                 };
9990
9991                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9992                 update_rq_clock(busiest_rq);
9993
9994                 p = detach_one_task(&env);
9995                 if (p) {
9996                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9997                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9998                         sd->nr_balance_failed = 0;
9999                 } else {
10000                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
10001                 }
10002         }
10003         rcu_read_unlock();
10004 out_unlock:
10005         busiest_rq->active_balance = 0;
10006         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
10007
10008         if (p)
10009                 attach_one_task(target_rq, p);
10010
10011         local_irq_enable();
10012
10013         return 0;
10014 }
10015
10016 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
10017
10018 /*
10019  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
10020  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
10021  */
10022 void update_max_interval(void)
10023 {
10024         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
10025 }
10026
10027 /*
10028  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
10029  * and initiates a balancing operation if so.
10030  *
10031  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
10032  */
10033 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
10034 {
10035         int continue_balancing = 1;
10036         int cpu = rq->cpu;
10037         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10038         unsigned long interval;
10039         struct sched_domain *sd;
10040         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10041         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
10042         int update_next_balance = 0;
10043         int need_serialize, need_decay = 0;
10044         u64 max_cost = 0;
10045
10046         rcu_read_lock();
10047         for_each_domain(cpu, sd) {
10048                 /*
10049                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
10050                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
10051                  */
10052                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
10053                         sd->max_newidle_lb_cost =
10054                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
10055                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
10056                         need_decay = 1;
10057                 }
10058                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
10059
10060                 /*
10061                  * Stop the load balance at this level. There is another
10062                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
10063                  * actively.
10064                  */
10065                 if (!continue_balancing) {
10066                         if (need_decay)
10067                                 continue;
10068                         break;
10069                 }
10070
10071                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10072
10073                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
10074                 if (need_serialize) {
10075                         if (!spin_trylock(&balancing))
10076                                 goto out;
10077                 }
10078
10079                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
10080                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
10081                                 /*
10082                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10083                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10084                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10085                                  */
10086                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10087                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10088                         }
10089                         sd->last_balance = jiffies;
10090                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10091                 }
10092                 if (need_serialize)
10093                         spin_unlock(&balancing);
10094 out:
10095                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10096                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10097                         update_next_balance = 1;
10098                 }
10099         }
10100         if (need_decay) {
10101                 /*
10102                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10103                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10104                  */
10105                 rq->max_idle_balance_cost =
10106                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10107         }
10108         rcu_read_unlock();
10109
10110         /*
10111          * next_balance will be updated only when there is a need.
10112          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10113          * updated.
10114          */
10115         if (likely(update_next_balance))
10116                 rq->next_balance = next_balance;
10117
10118 }
10119
10120 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10121 {
10122         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10123 }
10124
10125 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10126 /*
10127  * idle load balancing details
10128  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10129  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10130  *   load balancing for all the idle CPUs.
10131  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
10132  *   anywhere yet.
10133  */
10134
10135 static inline int find_new_ilb(void)
10136 {
10137         int ilb;
10138
10139         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
10140                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
10141
10142                 if (ilb == smp_processor_id())
10143                         continue;
10144
10145                 if (idle_cpu(ilb))
10146                         return ilb;
10147         }
10148
10149         return nr_cpu_ids;
10150 }
10151
10152 /*
10153  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10154  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
10155  */
10156 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10157 {
10158         int ilb_cpu;
10159
10160         /*
10161          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10162          * not if we only update stats.
10163          */
10164         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10165                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10166
10167         ilb_cpu = find_new_ilb();
10168
10169         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10170                 return;
10171
10172         /*
10173          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10174          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10175          */
10176         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10177         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10178                 return;
10179
10180         /*
10181          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10182          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10183          * will be run before returning from the IPI.
10184          */
10185         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10186 }
10187
10188 /*
10189  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10190  * of idle CPUs in the system.
10191  */
10192 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10193 {
10194         unsigned long now = jiffies;
10195         struct sched_domain_shared *sds;
10196         struct sched_domain *sd;
10197         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10198         unsigned int flags = 0;
10199
10200         if (unlikely(rq->idle_balance))
10201                 return;
10202
10203         /*
10204          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10205          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10206          */
10207         nohz_balance_exit_idle(rq);
10208
10209         /*
10210          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10211          * balancing.
10212          */
10213         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10214                 return;
10215
10216         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10217             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10218                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10219
10220         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10221                 goto out;
10222
10223         if (rq->nr_running >= 2) {
10224                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10225                 goto out;
10226         }
10227
10228         rcu_read_lock();
10229
10230         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10231         if (sd) {
10232                 /*
10233                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10234                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10235                  * on.
10236                  */
10237                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10238                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10239                         goto unlock;
10240                 }
10241         }
10242
10243         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10244         if (sd) {
10245                 /*
10246                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10247                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10248                  * around.
10249                  */
10250                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10251                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10252                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10253                                 goto unlock;
10254                         }
10255                 }
10256         }
10257
10258         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10259         if (sd) {
10260                 /*
10261                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10262                  * to run the misfit task on.
10263                  */
10264                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10265                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10266                         goto unlock;
10267                 }
10268
10269                 /*
10270                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10271                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10272                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10273                  *
10274                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10275                  */
10276                 goto unlock;
10277         }
10278
10279         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10280         if (sds) {
10281                 /*
10282                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10283                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10284                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10285                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10286                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10287                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10288                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10289                  */
10290                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10291                 if (nr_busy > 1) {
10292                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10293                         goto unlock;
10294                 }
10295         }
10296 unlock:
10297         rcu_read_unlock();
10298 out:
10299         if (flags)
10300                 kick_ilb(flags);
10301 }
10302
10303 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10304 {
10305         struct sched_domain *sd;
10306
10307         rcu_read_lock();
10308         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10309
10310         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10311                 goto unlock;
10312         sd->nohz_idle = 0;
10313
10314         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10315 unlock:
10316         rcu_read_unlock();
10317 }
10318
10319 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10320 {
10321         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10322
10323         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10324                 return;
10325
10326         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10327         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10328         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10329
10330         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10331 }
10332
10333 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10334 {
10335         struct sched_domain *sd;
10336
10337         rcu_read_lock();
10338         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10339
10340         if (!sd || sd->nohz_idle)
10341                 goto unlock;
10342         sd->nohz_idle = 1;
10343
10344         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10345 unlock:
10346         rcu_read_unlock();
10347 }
10348
10349 /*
10350  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10351  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10352  */
10353 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10354 {
10355         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10356
10357         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10358
10359         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10360         if (!cpu_active(cpu))
10361                 return;
10362
10363         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10364         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
10365                 return;
10366
10367         /*
10368          * Can be set safely without rq->lock held
10369          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10370          * rq->lock is held during the check and the clear
10371          */
10372         rq->has_blocked_load = 1;
10373
10374         /*
10375          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10376          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10377          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10378          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10379          */
10380         if (rq->nohz_tick_stopped)
10381                 goto out;
10382
10383         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10384         if (on_null_domain(rq))
10385                 return;
10386
10387         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10388
10389         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10390         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10391
10392         /*
10393          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10394          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10395          * store.
10396          */
10397         smp_mb__after_atomic();
10398
10399         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10400
10401 out:
10402         /*
10403          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10404          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10405          */
10406         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10407 }
10408
10409 /*
10410  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10411  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10412  * tasks movement depending of flags.
10413  */
10414 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
10415                                enum cpu_idle_type idle)
10416 {
10417         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10418         unsigned long now = jiffies;
10419         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10420         bool has_blocked_load = false;
10421         int update_next_balance = 0;
10422         int this_cpu = this_rq->cpu;
10423         int balance_cpu;
10424         struct rq *rq;
10425
10426         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10427
10428         /*
10429          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10430          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10431          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
10432          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10433          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10434          * check the load of an idle cpu.
10435          */
10436         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10437
10438         /*
10439          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10440          * store from nohz_balance_enter_idle().
10441          */
10442         smp_mb();
10443
10444         /*
10445          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
10446          * chance for other idle cpu to pull load.
10447          */
10448         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
10449                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
10450                         continue;
10451
10452                 /*
10453                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10454                  * work being done for other CPUs. Next load
10455                  * balancing owner will pick it up.
10456                  */
10457                 if (need_resched()) {
10458                         has_blocked_load = true;
10459                         goto abort;
10460                 }
10461
10462                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10463
10464                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
10465
10466                 /*
10467                  * If time for next balance is due,
10468                  * do the balance.
10469                  */
10470                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10471                         struct rq_flags rf;
10472
10473                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10474                         update_rq_clock(rq);
10475                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10476
10477                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10478                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10479                 }
10480
10481                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10482                         next_balance = rq->next_balance;
10483                         update_next_balance = 1;
10484                 }
10485         }
10486
10487         /*
10488          * next_balance will be updated only when there is a need.
10489          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10490          * updated.
10491          */
10492         if (likely(update_next_balance))
10493                 nohz.next_balance = next_balance;
10494
10495         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
10496                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
10497
10498 abort:
10499         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10500         if (has_blocked_load)
10501                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10502 }
10503
10504 /*
10505  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10506  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10507  */
10508 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10509 {
10510         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
10511
10512         if (!flags)
10513                 return false;
10514
10515         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
10516
10517         if (idle != CPU_IDLE)
10518                 return false;
10519
10520         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10521
10522         return true;
10523 }
10524
10525 /*
10526  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
10527  * idle state.
10528  */
10529 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
10530 {
10531         unsigned int flags;
10532
10533         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
10534
10535         /*
10536          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
10537          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
10538          */
10539         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
10540                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK, CPU_IDLE);
10541 }
10542
10543 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10544 {
10545         int this_cpu = this_rq->cpu;
10546
10547         /*
10548          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10549          * housekeeping
10550          */
10551         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
10552                 return;
10553
10554         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10555         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10556                 return;
10557
10558         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10559         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10560             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10561                 return;
10562
10563         /*
10564          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
10565          * before entering idle state.
10566          */
10567         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
10568 }
10569
10570 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10571 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10572
10573 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10574 {
10575         return false;
10576 }
10577
10578 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10579 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10580
10581 /*
10582  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10583  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10584  *
10585  * Returns:
10586  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10587  *     0 - failed, no new tasks
10588  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10589  */
10590 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10591 {
10592         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10593         int this_cpu = this_rq->cpu;
10594         struct sched_domain *sd;
10595         int pulled_task = 0;
10596         u64 curr_cost = 0;
10597
10598         update_misfit_status(NULL, this_rq);
10599         /*
10600          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
10601          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
10602          */
10603         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
10604
10605         /*
10606          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
10607          */
10608         if (!cpu_active(this_cpu))
10609                 return 0;
10610
10611         /*
10612          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
10613          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
10614          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
10615          * re-start the picking loop.
10616          */
10617         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
10618
10619         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
10620             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
10621
10622                 rcu_read_lock();
10623                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
10624                 if (sd)
10625                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10626                 rcu_read_unlock();
10627
10628                 goto out;
10629         }
10630
10631         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10632
10633         update_blocked_averages(this_cpu);
10634         rcu_read_lock();
10635         for_each_domain(this_cpu, sd) {
10636                 int continue_balancing = 1;
10637                 u64 t0, domain_cost;
10638
10639                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
10640                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10641                         break;
10642                 }
10643
10644                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
10645                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
10646
10647                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
10648                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
10649                                                    &continue_balancing);
10650
10651                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
10652                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
10653                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
10654
10655                         curr_cost += domain_cost;
10656                 }
10657
10658                 update_next_balance(sd, &next_balance);
10659
10660                 /*
10661                  * Stop searching for tasks to pull if there are
10662                  * now runnable tasks on this rq.
10663                  */
10664                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
10665                         break;
10666         }
10667         rcu_read_unlock();
10668
10669         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10670
10671         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
10672                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
10673
10674         /*
10675          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
10676          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
10677          * pretend we pulled a task.
10678          */
10679         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
10680                 pulled_task = 1;
10681
10682         /* Is there a task of a high priority class? */
10683         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
10684                 pulled_task = -1;
10685
10686 out:
10687         /* Move the next balance forward */
10688         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
10689                 this_rq->next_balance = next_balance;
10690
10691         if (pulled_task)
10692                 this_rq->idle_stamp = 0;
10693         else
10694                 nohz_newidle_balance(this_rq);
10695
10696         rq_repin_lock(this_rq, rf);
10697
10698         return pulled_task;
10699 }
10700
10701 /*
10702  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
10703  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
10704  */
10705 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
10706 {
10707         struct rq *this_rq = this_rq();
10708         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
10709                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10710
10711         /*
10712          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10713          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10714          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10715          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10716          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10717          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10718          */
10719         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10720                 return;
10721
10722         /* normal load balance */
10723         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10724         rebalance_domains(this_rq, idle);
10725 }
10726
10727 /*
10728  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10729  */
10730 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10731 {
10732         /*
10733          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
10734          * runqueue CPU is not active
10735          */
10736         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
10737                 return;
10738
10739         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10740                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10741
10742         nohz_balancer_kick(rq);
10743 }
10744
10745 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10746 {
10747         update_sysctl();
10748
10749         update_runtime_enabled(rq);
10750 }
10751
10752 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10753 {
10754         update_sysctl();
10755
10756         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10757         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10758 }
10759
10760 #endif /* CONFIG_SMP */
10761
10762 /*
10763  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10764  *
10765  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10766  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10767  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10768  * parameters.
10769  */
10770 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10771 {
10772         struct cfs_rq *cfs_rq;
10773         struct sched_entity *se = &curr->se;
10774
10775         for_each_sched_entity(se) {
10776                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10777                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10778         }
10779
10780         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10781                 task_tick_numa(rq, curr);
10782
10783         update_misfit_status(curr, rq);
10784         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10785 }
10786
10787 /*
10788  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10789  *  - child not yet on the tasklist
10790  *  - preemption disabled
10791  */
10792 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10793 {
10794         struct cfs_rq *cfs_rq;
10795         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10796         struct rq *rq = this_rq();
10797         struct rq_flags rf;
10798
10799         rq_lock(rq, &rf);
10800         update_rq_clock(rq);
10801
10802         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10803         curr = cfs_rq->curr;
10804         if (curr) {
10805                 update_curr(cfs_rq);
10806                 se->vruntime = curr->vruntime;
10807         }
10808         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10809
10810         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10811                 /*
10812                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10813                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10814                  */
10815                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10816                 resched_curr(rq);
10817         }
10818
10819         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10820         rq_unlock(rq, &rf);
10821 }
10822
10823 /*
10824  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10825  * the current task.
10826  */
10827 static void
10828 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10829 {
10830         if (!task_on_rq_queued(p))
10831                 return;
10832
10833         if (rq->cfs.nr_running == 1)
10834                 return;
10835
10836         /*
10837          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10838          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10839          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10840          */
10841         if (task_current(rq, p)) {
10842                 if (p->prio > oldprio)
10843                         resched_curr(rq);
10844         } else
10845                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10846 }
10847
10848 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10849 {
10850         struct sched_entity *se = &p->se;
10851
10852         /*
10853          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10854          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10855          * vruntime.
10856          */
10857         if (p->on_rq)
10858                 return true;
10859
10860         /*
10861          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10862          * But there are some cases where it has already been normalized:
10863          *
10864          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10865          *   wake_up_new_task().
10866          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10867          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10868          */
10869         if (!se->sum_exec_runtime ||
10870             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10871                 return true;
10872
10873         return false;
10874 }
10875
10876 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10877 /*
10878  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10879  * visible to the root
10880  */
10881 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10882 {
10883         struct cfs_rq *cfs_rq;
10884
10885         /* Start to propagate at parent */
10886         se = se->parent;
10887
10888         for_each_sched_entity(se) {
10889                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10890
10891                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10892                         break;
10893
10894                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10895         }
10896 }
10897 #else
10898 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10899 #endif
10900
10901 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10902 {
10903         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10904
10905         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10906         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10907         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10908         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10909         propagate_entity_cfs_rq(se);
10910 }
10911
10912 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10913 {
10914         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10915
10916 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10917         /*
10918          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10919          * class maintain depth value), reset depth properly.
10920          */
10921         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10922 #endif
10923
10924         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10925         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10926         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10927         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10928         propagate_entity_cfs_rq(se);
10929 }
10930
10931 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10932 {
10933         struct sched_entity *se = &p->se;
10934         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10935
10936         if (!vruntime_normalized(p)) {
10937                 /*
10938                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10939                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10940                  */
10941                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10942                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10943         }
10944
10945         detach_entity_cfs_rq(se);
10946 }
10947
10948 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10949 {
10950         struct sched_entity *se = &p->se;
10951         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10952
10953         attach_entity_cfs_rq(se);
10954
10955         if (!vruntime_normalized(p))
10956                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10957 }
10958
10959 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10960 {
10961         detach_task_cfs_rq(p);
10962 }
10963
10964 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10965 {
10966         attach_task_cfs_rq(p);
10967
10968         if (task_on_rq_queued(p)) {
10969                 /*
10970                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10971                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10972                  * if we can still preempt the current task.
10973                  */
10974                 if (task_current(rq, p))
10975                         resched_curr(rq);
10976                 else
10977                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10978         }
10979 }
10980
10981 /* Account for a task changing its policy or group.
10982  *
10983  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10984  * migrates between groups/classes.
10985  */
10986 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
10987 {
10988         struct sched_entity *se = &p->se;
10989
10990 #ifdef CONFIG_SMP
10991         if (task_on_rq_queued(p)) {
10992                 /*
10993                  * Move the next running task to the front of the list, so our
10994                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
10995                  */
10996                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
10997         }
10998 #endif
10999
11000         for_each_sched_entity(se) {
11001                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11002
11003                 set_next_entity(cfs_rq, se);
11004                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
11005                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
11006         }
11007 }
11008
11009 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
11010 {
11011         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
11012         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
11013 #ifndef CONFIG_64BIT
11014         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
11015 #endif
11016 #ifdef CONFIG_SMP
11017         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
11018 #endif
11019 }
11020
11021 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11022 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
11023 {
11024         struct sched_entity *se = &p->se;
11025
11026         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11027         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11028 }
11029
11030 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
11031 {
11032         detach_task_cfs_rq(p);
11033         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11034
11035 #ifdef CONFIG_SMP
11036         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
11037         p->se.avg.last_update_time = 0;
11038 #endif
11039         attach_task_cfs_rq(p);
11040 }
11041
11042 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
11043 {
11044         switch (type) {
11045         case TASK_SET_GROUP:
11046                 task_set_group_fair(p);
11047                 break;
11048
11049         case TASK_MOVE_GROUP:
11050                 task_move_group_fair(p);
11051                 break;
11052         }
11053 }
11054
11055 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11056 {
11057         int i;
11058
11059         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11060
11061         for_each_possible_cpu(i) {
11062                 if (tg->cfs_rq)
11063                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
11064                 if (tg->se)
11065                         kfree(tg->se[i]);
11066         }
11067
11068         kfree(tg->cfs_rq);
11069         kfree(tg->se);
11070 }
11071
11072 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11073 {
11074         struct sched_entity *se;
11075         struct cfs_rq *cfs_rq;
11076         int i;
11077
11078         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11079         if (!tg->cfs_rq)
11080                 goto err;
11081         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11082         if (!tg->se)
11083                 goto err;
11084
11085         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11086
11087         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11088
11089         for_each_possible_cpu(i) {
11090                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11091                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11092                 if (!cfs_rq)
11093                         goto err;
11094
11095                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
11096                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11097                 if (!se)
11098                         goto err_free_rq;
11099
11100                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11101                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11102                 init_entity_runnable_average(se);
11103         }
11104
11105         return 1;
11106
11107 err_free_rq:
11108         kfree(cfs_rq);
11109 err:
11110         return 0;
11111 }
11112
11113 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11114 {
11115         struct sched_entity *se;
11116         struct rq_flags rf;
11117         struct rq *rq;
11118         int i;
11119
11120         for_each_possible_cpu(i) {
11121                 rq = cpu_rq(i);
11122                 se = tg->se[i];
11123                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11124                 update_rq_clock(rq);
11125                 attach_entity_cfs_rq(se);
11126                 sync_throttle(tg, i);
11127                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11128         }
11129 }
11130
11131 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11132 {
11133         unsigned long flags;
11134         struct rq *rq;
11135         int cpu;
11136
11137         for_each_possible_cpu(cpu) {
11138                 if (tg->se[cpu])
11139                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11140
11141                 /*
11142                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11143                  * check on_list without danger of it being re-added.
11144                  */
11145                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11146                         continue;
11147
11148                 rq = cpu_rq(cpu);
11149
11150                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
11151                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11152                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
11153         }
11154 }
11155
11156 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11157                         struct sched_entity *se, int cpu,
11158                         struct sched_entity *parent)
11159 {
11160         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11161
11162         cfs_rq->tg = tg;
11163         cfs_rq->rq = rq;
11164         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11165
11166         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11167         tg->se[cpu] = se;
11168
11169         /* se could be NULL for root_task_group */
11170         if (!se)
11171                 return;
11172
11173         if (!parent) {
11174                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11175                 se->depth = 0;
11176         } else {
11177                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11178                 se->depth = parent->depth + 1;
11179         }
11180
11181         se->my_q = cfs_rq;
11182         /* guarantee group entities always have weight */
11183         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11184         se->parent = parent;
11185 }
11186
11187 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11188
11189 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11190 {
11191         int i;
11192
11193         /*
11194          * We can't change the weight of the root cgroup.
11195          */
11196         if (!tg->se[0])
11197                 return -EINVAL;
11198
11199         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11200
11201         mutex_lock(&shares_mutex);
11202         if (tg->shares == shares)
11203                 goto done;
11204
11205         tg->shares = shares;
11206         for_each_possible_cpu(i) {
11207                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11208                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11209                 struct rq_flags rf;
11210
11211                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11212                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11213                 update_rq_clock(rq);
11214                 for_each_sched_entity(se) {
11215                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11216                         update_cfs_group(se);
11217                 }
11218                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11219         }
11220
11221 done:
11222         mutex_unlock(&shares_mutex);
11223         return 0;
11224 }
11225 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11226
11227 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11228
11229 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11230 {
11231         return 1;
11232 }
11233
11234 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11235
11236 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11237
11238 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11239
11240
11241 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11242 {
11243         struct sched_entity *se = &task->se;
11244         unsigned int rr_interval = 0;
11245
11246         /*
11247          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11248          * idle runqueue:
11249          */
11250         if (rq->cfs.load.weight)
11251                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11252
11253         return rr_interval;
11254 }
11255
11256 /*
11257  * All the scheduling class methods:
11258  */
11259 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
11260
11261         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11262         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11263         .yield_task             = yield_task_fair,
11264         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11265
11266         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11267
11268         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11269         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11270         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11271
11272 #ifdef CONFIG_SMP
11273         .balance                = balance_fair,
11274         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11275         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
11276
11277         .rq_online              = rq_online_fair,
11278         .rq_offline             = rq_offline_fair,
11279
11280         .task_dead              = task_dead_fair,
11281         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
11282 #endif
11283
11284         .task_tick              = task_tick_fair,
11285         .task_fork              = task_fork_fair,
11286
11287         .prio_changed           = prio_changed_fair,
11288         .switched_from          = switched_from_fair,
11289         .switched_to            = switched_to_fair,
11290
11291         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
11292
11293         .update_curr            = update_curr_fair,
11294
11295 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11296         .task_change_group      = task_change_group_fair,
11297 #endif
11298
11299 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
11300         .uclamp_enabled         = 1,
11301 #endif
11302 };
11303
11304 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
11305 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
11306 {
11307         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
11308
11309         rcu_read_lock();
11310         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
11311                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
11312         rcu_read_unlock();
11313 }
11314
11315 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
11316 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
11317 {
11318         int node;
11319         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
11320         struct numa_group *ng;
11321
11322         rcu_read_lock();
11323         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
11324         for_each_online_node(node) {
11325                 if (p->numa_faults) {
11326                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
11327                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11328                 }
11329                 if (ng) {
11330                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
11331                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11332                 }
11333                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
11334         }
11335         rcu_read_unlock();
11336 }
11337 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
11338 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
11339
11340 __init void init_sched_fair_class(void)
11341 {
11342 #ifdef CONFIG_SMP
11343         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
11344
11345 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11346         nohz.next_balance = jiffies;
11347         nohz.next_blocked = jiffies;
11348         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
11349 #endif
11350 #endif /* SMP */
11351
11352 }
11353
11354 /*
11355  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
11356  */
11357
11358 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
11359 {
11360 #ifdef CONFIG_SMP
11361         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
11362 #else
11363         return NULL;
11364 #endif
11365 }
11366 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
11367
11368 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
11369 {
11370         if (!cfs_rq) {
11371                 if (str)
11372                         strlcpy(str, "(null)", len);
11373                 else
11374                         return NULL;
11375         }
11376
11377         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
11378         return str;
11379 }
11380 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
11381
11382 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
11383 {
11384         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
11385 }
11386 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
11387
11388 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
11389 {
11390 #ifdef CONFIG_SMP
11391         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
11392 #else
11393         return NULL;
11394 #endif
11395 }
11396 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
11397
11398 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
11399 {
11400 #ifdef CONFIG_SMP
11401         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
11402 #else
11403         return NULL;
11404 #endif
11405 }
11406 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
11407
11408 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
11409 {
11410 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
11411         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
11412 #else
11413         return NULL;
11414 #endif
11415 }
11416 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
11417
11418 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
11419 {
11420         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
11421 }
11422 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
11423
11424 int sched_trace_rq_cpu_capacity(struct rq *rq)
11425 {
11426         return rq ?
11427 #ifdef CONFIG_SMP
11428                 rq->cpu_capacity
11429 #else
11430                 SCHED_CAPACITY_SCALE
11431 #endif
11432                 : -1;
11433 }
11434 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu_capacity);
11435
11436 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
11437 {
11438 #ifdef CONFIG_SMP
11439         return rd ? rd->span : NULL;
11440 #else
11441         return NULL;
11442 #endif
11443 }
11444 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);
11445
11446 int sched_trace_rq_nr_running(struct rq *rq)
11447 {
11448         return rq ? rq->nr_running : -1;
11449 }
11450 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_nr_running);