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