sched/fair: Mark tg_is_idle() an inline in the !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED case
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include "sched.h"
24
25 /*
26  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
27  *
28  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
29  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
30  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
31  * based scheduling concepts.
32  *
33  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
34  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
35  *
36  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
37  */
38 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
39 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
40
41 /*
42  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
43  *
44  * Options are:
45  *
46  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
47  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
49  *
50  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
51  */
52 unsigned int sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
53
54 /*
55  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
56  *
57  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
58  */
59 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
60 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
61
62 /*
63  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
64  */
65 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
66
67 /*
68  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
69  * parent will (try to) run first.
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
72
73 /*
74  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
75  *
76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
79  *
80  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
81  */
82 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
83 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
84
85 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
86
87 int sched_thermal_decay_shift;
88 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
89 {
90         int _shift = 0;
91
92         if (kstrtoint(str, 0, &_shift))
93                 pr_warn("Unable to set scheduler thermal pressure decay shift parameter\n");
94
95         sched_thermal_decay_shift = clamp(_shift, 0, 10);
96         return 1;
97 }
98 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
99
100 #ifdef CONFIG_SMP
101 /*
102  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
103  */
104 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
105 {
106         return -cpu;
107 }
108
109 /*
110  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
111  *
112  * (default: ~20%)
113  */
114 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
115
116 /*
117  * The margin used when comparing CPU capacities.
118  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
119  *
120  * (default: ~5%)
121  */
122 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
123 #endif
124
125 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
126 /*
127  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
128  * each time a cfs_rq requests quota.
129  *
130  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
131  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
132  * we will always only issue the remaining available time.
133  *
134  * (default: 5 msec, units: microseconds)
135  */
136 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
137 #endif
138
139 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
140 {
141         lw->weight += inc;
142         lw->inv_weight = 0;
143 }
144
145 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
146 {
147         lw->weight -= dec;
148         lw->inv_weight = 0;
149 }
150
151 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
152 {
153         lw->weight = w;
154         lw->inv_weight = 0;
155 }
156
157 /*
158  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
159  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
160  * to users decreases. But the relationship is not linear,
161  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
162  * number of CPUs.
163  *
164  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
165  */
166 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
167 {
168         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
169         unsigned int factor;
170
171         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
172         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
173                 factor = 1;
174                 break;
175         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
176                 factor = cpus;
177                 break;
178         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
179         default:
180                 factor = 1 + ilog2(cpus);
181                 break;
182         }
183
184         return factor;
185 }
186
187 static void update_sysctl(void)
188 {
189         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
190
191 #define SET_SYSCTL(name) \
192         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
193         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
194         SET_SYSCTL(sched_latency);
195         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
196 #undef SET_SYSCTL
197 }
198
199 void __init sched_init_granularity(void)
200 {
201         update_sysctl();
202 }
203
204 #define WMULT_CONST     (~0U)
205 #define WMULT_SHIFT     32
206
207 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
208 {
209         unsigned long w;
210
211         if (likely(lw->inv_weight))
212                 return;
213
214         w = scale_load_down(lw->weight);
215
216         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
217                 lw->inv_weight = 1;
218         else if (unlikely(!w))
219                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
220         else
221                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
222 }
223
224 /*
225  * delta_exec * weight / lw.weight
226  *   OR
227  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
228  *
229  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
230  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
231  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
232  *
233  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
234  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
235  */
236 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
237 {
238         u64 fact = scale_load_down(weight);
239         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
240         int shift = WMULT_SHIFT;
241         int fs;
242
243         __update_inv_weight(lw);
244
245         if (unlikely(fact_hi)) {
246                 fs = fls(fact_hi);
247                 shift -= fs;
248                 fact >>= fs;
249         }
250
251         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
252
253         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
254         if (fact_hi) {
255                 fs = fls(fact_hi);
256                 shift -= fs;
257                 fact >>= fs;
258         }
259
260         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
261 }
262
263
264 const struct sched_class fair_sched_class;
265
266 /**************************************************************
267  * CFS operations on generic schedulable entities:
268  */
269
270 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
271
272 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
273 #define for_each_sched_entity(se) \
274                 for (; se; se = se->parent)
275
276 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
277 {
278         if (!path)
279                 return;
280
281         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
282                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
283         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
284                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
285         else
286                 strlcpy(path, "(null)", len);
287 }
288
289 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
290 {
291         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
292         int cpu = cpu_of(rq);
293
294         if (cfs_rq->on_list)
295                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
296
297         cfs_rq->on_list = 1;
298
299         /*
300          * Ensure we either appear before our parent (if already
301          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
302          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
303          * reduces this to two cases and a special case for the root
304          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
305          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
306          * to a tree or when we reach the top of the tree
307          */
308         if (cfs_rq->tg->parent &&
309             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
310                 /*
311                  * If parent is already on the list, we add the child
312                  * just before. Thanks to circular linked property of
313                  * the list, this means to put the child at the tail
314                  * of the list that starts by parent.
315                  */
316                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
317                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
318                 /*
319                  * The branch is now connected to its tree so we can
320                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
321                  * list.
322                  */
323                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
324                 return true;
325         }
326
327         if (!cfs_rq->tg->parent) {
328                 /*
329                  * cfs rq without parent should be put
330                  * at the tail of the list.
331                  */
332                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
333                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
334                 /*
335                  * We have reach the top of a tree so we can reset
336                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
337                  */
338                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
339                 return true;
340         }
341
342         /*
343          * The parent has not already been added so we want to
344          * make sure that it will be put after us.
345          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
346          * where we will add parent.
347          */
348         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
349         /*
350          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
351          * of the branch
352          */
353         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
354         return false;
355 }
356
357 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
358 {
359         if (cfs_rq->on_list) {
360                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
361
362                 /*
363                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
364                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
365                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
366                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
367                  * at the end of the enqueue.
368                  */
369                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
370                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
371
372                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
373                 cfs_rq->on_list = 0;
374         }
375 }
376
377 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
378 {
379         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
380 }
381
382 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
383 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
384         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
385                                  leaf_cfs_rq_list)
386
387 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
388 static inline struct cfs_rq *
389 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
390 {
391         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
392                 return se->cfs_rq;
393
394         return NULL;
395 }
396
397 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
398 {
399         return se->parent;
400 }
401
402 static void
403 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
404 {
405         int se_depth, pse_depth;
406
407         /*
408          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
409          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
410          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
411          * parent.
412          */
413
414         /* First walk up until both entities are at same depth */
415         se_depth = (*se)->depth;
416         pse_depth = (*pse)->depth;
417
418         while (se_depth > pse_depth) {
419                 se_depth--;
420                 *se = parent_entity(*se);
421         }
422
423         while (pse_depth > se_depth) {
424                 pse_depth--;
425                 *pse = parent_entity(*pse);
426         }
427
428         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
429                 *se = parent_entity(*se);
430                 *pse = parent_entity(*pse);
431         }
432 }
433
434 static int tg_is_idle(struct task_group *tg)
435 {
436         return tg->idle > 0;
437 }
438
439 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
440 {
441         return cfs_rq->idle > 0;
442 }
443
444 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
445 {
446         if (entity_is_task(se))
447                 return task_has_idle_policy(task_of(se));
448         return cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se));
449 }
450
451 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
452
453 #define for_each_sched_entity(se) \
454                 for (; se; se = NULL)
455
456 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
457 {
458         if (path)
459                 strlcpy(path, "(null)", len);
460 }
461
462 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
463 {
464         return true;
465 }
466
467 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
468 {
469 }
470
471 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
472 {
473 }
474
475 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
476                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
477
478 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
479 {
480         return NULL;
481 }
482
483 static inline void
484 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
485 {
486 }
487
488 static inline int tg_is_idle(struct task_group *tg)
489 {
490         return 0;
491 }
492
493 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
494 {
495         return 0;
496 }
497
498 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
499 {
500         return 0;
501 }
502
503 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
504
505 static __always_inline
506 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
507
508 /**************************************************************
509  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
510  */
511
512 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
513 {
514         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
515         if (delta > 0)
516                 max_vruntime = vruntime;
517
518         return max_vruntime;
519 }
520
521 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
522 {
523         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
524         if (delta < 0)
525                 min_vruntime = vruntime;
526
527         return min_vruntime;
528 }
529
530 static inline bool entity_before(struct sched_entity *a,
531                                 struct sched_entity *b)
532 {
533         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
534 }
535
536 #define __node_2_se(node) \
537         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
538
539 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
540 {
541         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
542         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
543
544         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
545
546         if (curr) {
547                 if (curr->on_rq)
548                         vruntime = curr->vruntime;
549                 else
550                         curr = NULL;
551         }
552
553         if (leftmost) { /* non-empty tree */
554                 struct sched_entity *se = __node_2_se(leftmost);
555
556                 if (!curr)
557                         vruntime = se->vruntime;
558                 else
559                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
560         }
561
562         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
563         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
564 #ifndef CONFIG_64BIT
565         smp_wmb();
566         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
567 #endif
568 }
569
570 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
571 {
572         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
573 }
574
575 /*
576  * Enqueue an entity into the rb-tree:
577  */
578 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
579 {
580         rb_add_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline, __entity_less);
581 }
582
583 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
584 {
585         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
586 }
587
588 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
589 {
590         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
591
592         if (!left)
593                 return NULL;
594
595         return __node_2_se(left);
596 }
597
598 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
599 {
600         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
601
602         if (!next)
603                 return NULL;
604
605         return __node_2_se(next);
606 }
607
608 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
609 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
610 {
611         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
612
613         if (!last)
614                 return NULL;
615
616         return __node_2_se(last);
617 }
618
619 /**************************************************************
620  * Scheduling class statistics methods:
621  */
622
623 int sched_update_scaling(void)
624 {
625         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
626
627         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
628                                         sysctl_sched_min_granularity);
629
630 #define WRT_SYSCTL(name) \
631         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
632         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
633         WRT_SYSCTL(sched_latency);
634         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
635 #undef WRT_SYSCTL
636
637         return 0;
638 }
639 #endif
640
641 /*
642  * delta /= w
643  */
644 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
645 {
646         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
647                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
648
649         return delta;
650 }
651
652 /*
653  * The idea is to set a period in which each task runs once.
654  *
655  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
656  * this period because otherwise the slices get too small.
657  *
658  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
659  */
660 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
661 {
662         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
663                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
664         else
665                 return sysctl_sched_latency;
666 }
667
668 /*
669  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
670  * proportional to the weight.
671  *
672  * s = p*P[w/rw]
673  */
674 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
675 {
676         unsigned int nr_running = cfs_rq->nr_running;
677         u64 slice;
678
679         if (sched_feat(ALT_PERIOD))
680                 nr_running = rq_of(cfs_rq)->cfs.h_nr_running;
681
682         slice = __sched_period(nr_running + !se->on_rq);
683
684         for_each_sched_entity(se) {
685                 struct load_weight *load;
686                 struct load_weight lw;
687
688                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
689                 load = &cfs_rq->load;
690
691                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
692                         lw = cfs_rq->load;
693
694                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
695                         load = &lw;
696                 }
697                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
698         }
699
700         if (sched_feat(BASE_SLICE))
701                 slice = max(slice, (u64)sysctl_sched_min_granularity);
702
703         return slice;
704 }
705
706 /*
707  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
708  *
709  * vs = s/w
710  */
711 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
712 {
713         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
714 }
715
716 #include "pelt.h"
717 #ifdef CONFIG_SMP
718
719 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
720 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
721 static unsigned long capacity_of(int cpu);
722
723 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
724 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
725 {
726         struct sched_avg *sa = &se->avg;
727
728         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
729
730         /*
731          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
732          * they get a chance to stabilize to their real load level.
733          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
734          * nothing has been attached to the task group yet.
735          */
736         if (entity_is_task(se))
737                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
738
739         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
740 }
741
742 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
743
744 /*
745  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
746  * based on the cfs_rq's current util_avg:
747  *
748  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
749  *
750  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
751  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
752  * as when the series is a harmonic series.
753  *
754  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
755  * only 1/2 of the left utilization budget:
756  *
757  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
758  *
759  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
760  *
761  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
762  * the beginning would be like:
763  *
764  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
765  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
766  *
767  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
768  * if util_avg > util_avg_cap.
769  */
770 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
771 {
772         struct sched_entity *se = &p->se;
773         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
774         struct sched_avg *sa = &se->avg;
775         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
776         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
777
778         if (cap > 0) {
779                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
780                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
781                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
782
783                         if (sa->util_avg > cap)
784                                 sa->util_avg = cap;
785                 } else {
786                         sa->util_avg = cap;
787                 }
788         }
789
790         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
791
792         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
793                 /*
794                  * For !fair tasks do:
795                  *
796                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
797                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
798                 switched_from_fair(rq, p);
799                  *
800                  * such that the next switched_to_fair() has the
801                  * expected state.
802                  */
803                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
804                 return;
805         }
806
807         attach_entity_cfs_rq(se);
808 }
809
810 #else /* !CONFIG_SMP */
811 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
812 {
813 }
814 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
815 {
816 }
817 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
818 {
819 }
820 #endif /* CONFIG_SMP */
821
822 /*
823  * Update the current task's runtime statistics.
824  */
825 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
826 {
827         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
828         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
829         u64 delta_exec;
830
831         if (unlikely(!curr))
832                 return;
833
834         delta_exec = now - curr->exec_start;
835         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
836                 return;
837
838         curr->exec_start = now;
839
840         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
841                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
842
843         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
844         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
845
846         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
847         update_min_vruntime(cfs_rq);
848
849         if (entity_is_task(curr)) {
850                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
851
852                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
853                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
854                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
855         }
856
857         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
858 }
859
860 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
861 {
862         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
863 }
864
865 static inline void
866 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
867 {
868         u64 wait_start, prev_wait_start;
869
870         if (!schedstat_enabled())
871                 return;
872
873         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
874         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
875
876         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
877             likely(wait_start > prev_wait_start))
878                 wait_start -= prev_wait_start;
879
880         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
881 }
882
883 static inline void
884 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
885 {
886         struct task_struct *p;
887         u64 delta;
888
889         if (!schedstat_enabled())
890                 return;
891
892         /*
893          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
894          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
895          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
896          * scenario.
897          */
898         if (unlikely(!schedstat_val(se->statistics.wait_start)))
899                 return;
900
901         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
902
903         if (entity_is_task(se)) {
904                 p = task_of(se);
905                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
906                         /*
907                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
908                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
909                          * prior to migration.
910                          */
911                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
912                         return;
913                 }
914                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
915         }
916
917         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
918                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
919         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
920         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
921         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
922 }
923
924 static inline void
925 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
926 {
927         struct task_struct *tsk = NULL;
928         u64 sleep_start, block_start;
929
930         if (!schedstat_enabled())
931                 return;
932
933         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
934         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
935
936         if (entity_is_task(se))
937                 tsk = task_of(se);
938
939         if (sleep_start) {
940                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
941
942                 if ((s64)delta < 0)
943                         delta = 0;
944
945                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
946                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
947
948                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
949                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
950
951                 if (tsk) {
952                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
953                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
954                 }
955         }
956         if (block_start) {
957                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
958
959                 if ((s64)delta < 0)
960                         delta = 0;
961
962                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
963                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
964
965                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
966                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
967
968                 if (tsk) {
969                         if (tsk->in_iowait) {
970                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
971                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
972                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
973                         }
974
975                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
976
977                         /*
978                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
979                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
980                          * amount of time that the task spent sleeping:
981                          */
982                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
983                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
984                                                 (void *)get_wchan(tsk),
985                                                 delta >> 20);
986                         }
987                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
988                 }
989         }
990 }
991
992 /*
993  * Task is being enqueued - update stats:
994  */
995 static inline void
996 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
997 {
998         if (!schedstat_enabled())
999                 return;
1000
1001         /*
1002          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1003          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1004          */
1005         if (se != cfs_rq->curr)
1006                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1007
1008         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1009                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1010 }
1011
1012 static inline void
1013 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1014 {
1015
1016         if (!schedstat_enabled())
1017                 return;
1018
1019         /*
1020          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1021          * waiting task:
1022          */
1023         if (se != cfs_rq->curr)
1024                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1025
1026         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1027                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1028                 unsigned int state;
1029
1030                 /* XXX racy against TTWU */
1031                 state = READ_ONCE(tsk->__state);
1032                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1033                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1034                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1035                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1036                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1037                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1038         }
1039 }
1040
1041 /*
1042  * We are picking a new current task - update its stats:
1043  */
1044 static inline void
1045 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1046 {
1047         /*
1048          * We are starting a new run period:
1049          */
1050         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1051 }
1052
1053 /**************************************************
1054  * Scheduling class queueing methods:
1055  */
1056
1057 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1058 /*
1059  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1060  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1061  * numa_balancing_scan_size.
1062  */
1063 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1064 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1065
1066 /* Portion of address space to scan in MB */
1067 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1068
1069 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1070 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1071
1072 struct numa_group {
1073         refcount_t refcount;
1074
1075         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1076         int nr_tasks;
1077         pid_t gid;
1078         int active_nodes;
1079
1080         struct rcu_head rcu;
1081         unsigned long total_faults;
1082         unsigned long max_faults_cpu;
1083         /*
1084          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1085          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1086          * more by CPU use than by memory faults.
1087          */
1088         unsigned long *faults_cpu;
1089         unsigned long faults[];
1090 };
1091
1092 /*
1093  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1094  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1095  */
1096 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1097 {
1098         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1099                 (lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p))) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1100 }
1101
1102 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1103 {
1104         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1105 }
1106
1107 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1108 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1109
1110 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1111 {
1112         unsigned long rss = 0;
1113         unsigned long nr_scan_pages;
1114
1115         /*
1116          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1117          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1118          * on resident pages
1119          */
1120         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1121         rss = get_mm_rss(p->mm);
1122         if (!rss)
1123                 rss = nr_scan_pages;
1124
1125         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1126         return rss / nr_scan_pages;
1127 }
1128
1129 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1130 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1131
1132 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1133 {
1134         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1135         unsigned int scan, floor;
1136         unsigned int windows = 1;
1137
1138         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1139                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1140         floor = 1000 / windows;
1141
1142         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1143         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1144 }
1145
1146 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1147 {
1148         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1149         unsigned long period = smin;
1150         struct numa_group *ng;
1151
1152         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1153         rcu_read_lock();
1154         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1155         if (ng) {
1156                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1157                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1158
1159                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1160                 period *= shared + 1;
1161                 period /= private + shared + 1;
1162         }
1163         rcu_read_unlock();
1164
1165         return max(smin, period);
1166 }
1167
1168 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1169 {
1170         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1171         unsigned long smax;
1172         struct numa_group *ng;
1173
1174         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1175         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1176
1177         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1178         ng = deref_curr_numa_group(p);
1179         if (ng) {
1180                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1181                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1182                 unsigned long period = smax;
1183
1184                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1185                 period *= shared + 1;
1186                 period /= private + shared + 1;
1187
1188                 smax = max(smax, period);
1189         }
1190
1191         return max(smin, smax);
1192 }
1193
1194 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1195 {
1196         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1197         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1198 }
1199
1200 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1201 {
1202         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1203         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1204 }
1205
1206 /* Shared or private faults. */
1207 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1208
1209 /* Memory and CPU locality */
1210 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1211
1212 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1213 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1214
1215 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1216 {
1217         struct numa_group *ng;
1218         pid_t gid = 0;
1219
1220         rcu_read_lock();
1221         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1222         if (ng)
1223                 gid = ng->gid;
1224         rcu_read_unlock();
1225
1226         return gid;
1227 }
1228
1229 /*
1230  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1231  * occupy the first half of the array. The second half of the
1232  * array is for current counters, which are averaged into the
1233  * first set by task_numa_placement.
1234  */
1235 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1236 {
1237         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1238 }
1239
1240 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1241 {
1242         if (!p->numa_faults)
1243                 return 0;
1244
1245         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1246                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1247 }
1248
1249 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1250 {
1251         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1252
1253         if (!ng)
1254                 return 0;
1255
1256         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1257                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1258 }
1259
1260 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1261 {
1262         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1263                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1264 }
1265
1266 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1267 {
1268         unsigned long faults = 0;
1269         int node;
1270
1271         for_each_online_node(node) {
1272                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1273         }
1274
1275         return faults;
1276 }
1277
1278 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1279 {
1280         unsigned long faults = 0;
1281         int node;
1282
1283         for_each_online_node(node) {
1284                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1285         }
1286
1287         return faults;
1288 }
1289
1290 /*
1291  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1292  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1293  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1294  */
1295 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1296
1297 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1298 {
1299         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1300 }
1301
1302 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1303 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1304                                         int maxdist, bool task)
1305 {
1306         unsigned long score = 0;
1307         int node;
1308
1309         /*
1310          * All nodes are directly connected, and the same distance
1311          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1312          */
1313         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1314                 return 0;
1315
1316         /*
1317          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1318          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1319          */
1320         for_each_online_node(node) {
1321                 unsigned long faults;
1322                 int dist = node_distance(nid, node);
1323
1324                 /*
1325                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1326                  * for placement; nid was already counted.
1327                  */
1328                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1329                         continue;
1330
1331                 /*
1332                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1333                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1334                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1335                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1336                  * of each group. Skip other nodes.
1337                  */
1338                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1339                                         dist >= maxdist)
1340                         continue;
1341
1342                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1343                 if (task)
1344                         faults = task_faults(p, node);
1345                 else
1346                         faults = group_faults(p, node);
1347
1348                 /*
1349                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1350                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1351                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1352                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1353                  * The further away a node is, the less the faults count.
1354                  * This seems to result in good task placement.
1355                  */
1356                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1357                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1358                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1359                 }
1360
1361                 score += faults;
1362         }
1363
1364         return score;
1365 }
1366
1367 /*
1368  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1369  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1370  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1371  * evenly spread out between numa nodes.
1372  */
1373 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1374                                         int dist)
1375 {
1376         unsigned long faults, total_faults;
1377
1378         if (!p->numa_faults)
1379                 return 0;
1380
1381         total_faults = p->total_numa_faults;
1382
1383         if (!total_faults)
1384                 return 0;
1385
1386         faults = task_faults(p, nid);
1387         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1388
1389         return 1000 * faults / total_faults;
1390 }
1391
1392 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1393                                          int dist)
1394 {
1395         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1396         unsigned long faults, total_faults;
1397
1398         if (!ng)
1399                 return 0;
1400
1401         total_faults = ng->total_faults;
1402
1403         if (!total_faults)
1404                 return 0;
1405
1406         faults = group_faults(p, nid);
1407         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1408
1409         return 1000 * faults / total_faults;
1410 }
1411
1412 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1413                                 int src_nid, int dst_cpu)
1414 {
1415         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1416         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1417         int last_cpupid, this_cpupid;
1418
1419         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1420         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1421
1422         /*
1423          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1424          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1425          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1426          * executed below.
1427          */
1428         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1429             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1430                 return true;
1431
1432         /*
1433          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1434          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1435          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1436          *
1437          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1438          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1439          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1440          *
1441          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1442          * same result twice in a row, given these samples are fully
1443          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1444          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1445          *
1446          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1447          * act on an unlikely task<->page relation.
1448          */
1449         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1450                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1451                 return false;
1452
1453         /* Always allow migrate on private faults */
1454         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1455                 return true;
1456
1457         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1458         if (!ng)
1459                 return true;
1460
1461         /*
1462          * Destination node is much more heavily used than the source
1463          * node? Allow migration.
1464          */
1465         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1466                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1467                 return true;
1468
1469         /*
1470          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1471          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1472          *
1473          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1474          * --------------- * - > ---------------
1475          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1476          */
1477         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1478                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1479 }
1480
1481 /*
1482  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1483  */
1484 enum numa_type {
1485         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1486         node_has_spare = 0,
1487         /*
1488          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1489          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1490          */
1491         node_fully_busy,
1492         /*
1493          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1494          * tasks.
1495          */
1496         node_overloaded
1497 };
1498
1499 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1500 struct numa_stats {
1501         unsigned long load;
1502         unsigned long runnable;
1503         unsigned long util;
1504         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1505         unsigned long compute_capacity;
1506         unsigned int nr_running;
1507         unsigned int weight;
1508         enum numa_type node_type;
1509         int idle_cpu;
1510 };
1511
1512 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1513 {
1514 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1515         int sibling;
1516
1517         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1518                 if (cpu == sibling)
1519                         continue;
1520
1521                 if (!idle_cpu(sibling))
1522                         return false;
1523         }
1524 #endif
1525
1526         return true;
1527 }
1528
1529 struct task_numa_env {
1530         struct task_struct *p;
1531
1532         int src_cpu, src_nid;
1533         int dst_cpu, dst_nid;
1534
1535         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1536
1537         int imbalance_pct;
1538         int dist;
1539
1540         struct task_struct *best_task;
1541         long best_imp;
1542         int best_cpu;
1543 };
1544
1545 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1546 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1547 static unsigned long cpu_util(int cpu);
1548 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
1549                                         int dst_running, int dst_weight);
1550
1551 static inline enum
1552 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1553                          struct numa_stats *ns)
1554 {
1555         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1556             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1557              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1558                 return node_overloaded;
1559
1560         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1561             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1562              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1563                 return node_has_spare;
1564
1565         return node_fully_busy;
1566 }
1567
1568 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1569 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
1570 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def);
1571 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1572 {
1573         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
1574             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu, false))
1575                 return idle_core;
1576
1577         /*
1578          * Prefer cores instead of packing HT siblings
1579          * and triggering future load balancing.
1580          */
1581         if (is_core_idle(cpu))
1582                 idle_core = cpu;
1583
1584         return idle_core;
1585 }
1586 #else
1587 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1588 {
1589         return idle_core;
1590 }
1591 #endif
1592
1593 /*
1594  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
1595  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
1596  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
1597  * common implementation is impractical.
1598  */
1599 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
1600                               struct numa_stats *ns, int nid,
1601                               bool find_idle)
1602 {
1603         int cpu, idle_core = -1;
1604
1605         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1606         ns->idle_cpu = -1;
1607
1608         rcu_read_lock();
1609         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1610                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1611
1612                 ns->load += cpu_load(rq);
1613                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
1614                 ns->util += cpu_util(cpu);
1615                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
1616                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1617
1618                 if (find_idle && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
1619                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
1620                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1621                                 continue;
1622
1623                         if (ns->idle_cpu == -1)
1624                                 ns->idle_cpu = cpu;
1625
1626                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
1627                 }
1628         }
1629         rcu_read_unlock();
1630
1631         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
1632
1633         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
1634
1635         if (idle_core >= 0)
1636                 ns->idle_cpu = idle_core;
1637 }
1638
1639 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1640                              struct task_struct *p, long imp)
1641 {
1642         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1643
1644         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
1645         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
1646                 int cpu;
1647                 int start = env->dst_cpu;
1648
1649                 /* Find alternative idle CPU. */
1650                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start) {
1651                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
1652                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
1653                                 continue;
1654                         }
1655
1656                         env->dst_cpu = cpu;
1657                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1658                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1659                                 goto assign;
1660                 }
1661
1662                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
1663                 return;
1664         }
1665
1666 assign:
1667         /*
1668          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1669          * found a better CPU to move/swap.
1670          */
1671         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
1672                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1673                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1674         }
1675
1676         if (env->best_task)
1677                 put_task_struct(env->best_task);
1678         if (p)
1679                 get_task_struct(p);
1680
1681         env->best_task = p;
1682         env->best_imp = imp;
1683         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1684 }
1685
1686 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1687                                 struct task_numa_env *env)
1688 {
1689         long imb, old_imb;
1690         long orig_src_load, orig_dst_load;
1691         long src_capacity, dst_capacity;
1692
1693         /*
1694          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1695          *
1696          * src_load        dst_load
1697          * ------------ vs ---------
1698          * src_capacity    dst_capacity
1699          */
1700         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1701         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1702
1703         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1704
1705         orig_src_load = env->src_stats.load;
1706         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1707
1708         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1709
1710         /* Would this change make things worse? */
1711         return (imb > old_imb);
1712 }
1713
1714 /*
1715  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1716  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1717  * Used to deter task migration.
1718  */
1719 #define SMALLIMP        30
1720
1721 /*
1722  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1723  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1724  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1725  * be exchanged with the source task
1726  */
1727 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1728                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1729 {
1730         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1731         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1732         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1733         struct task_struct *cur;
1734         long src_load, dst_load;
1735         int dist = env->dist;
1736         long moveimp = imp;
1737         long load;
1738         bool stopsearch = false;
1739
1740         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1741                 return false;
1742
1743         rcu_read_lock();
1744         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1745         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1746                 cur = NULL;
1747
1748         /*
1749          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1750          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1751          */
1752         if (cur == env->p) {
1753                 stopsearch = true;
1754                 goto unlock;
1755         }
1756
1757         if (!cur) {
1758                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1759                         goto assign;
1760                 else
1761                         goto unlock;
1762         }
1763
1764         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
1765         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1766                 goto unlock;
1767
1768         /*
1769          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
1770          * node and the best task is.
1771          */
1772         if (env->best_task &&
1773             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1774             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1775                 goto unlock;
1776         }
1777
1778         /*
1779          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1780          * source and destination node. Calculate the total differential for
1781          * the source task and potential destination task. The more negative
1782          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1783          * be incurred if the tasks were swapped.
1784          *
1785          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1786          * in any group then look only at task weights.
1787          */
1788         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1789         if (cur_ng == p_ng) {
1790                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1791                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1792                 /*
1793                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1794                  * tasks within a group over tiny differences.
1795                  */
1796                 if (cur_ng)
1797                         imp -= imp / 16;
1798         } else {
1799                 /*
1800                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1801                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1802                  */
1803                 if (cur_ng && p_ng)
1804                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1805                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1806                 else
1807                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1808                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1809         }
1810
1811         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
1812         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
1813                 imp -= imp / 16;
1814
1815         /*
1816          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
1817          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
1818          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
1819          * case, it does not matter.
1820          */
1821         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
1822                 imp += imp / 8;
1823
1824         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1825                 imp = moveimp;
1826                 cur = NULL;
1827                 goto assign;
1828         }
1829
1830         /*
1831          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
1832          * task that is not.
1833          */
1834         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1835             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1836                 goto assign;
1837         }
1838
1839         /*
1840          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1841          * task migration might only result in ping pong
1842          * of tasks and also hurt performance due to cache
1843          * misses.
1844          */
1845         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1846                 goto unlock;
1847
1848         /*
1849          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1850          */
1851         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1852         if (!load)
1853                 goto assign;
1854
1855         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1856         src_load = env->src_stats.load - load;
1857
1858         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1859                 goto unlock;
1860
1861 assign:
1862         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
1863         if (!cur) {
1864                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1865
1866                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
1867                 if (cpu < 0)
1868                         cpu = env->dst_cpu;
1869
1870                 /*
1871                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
1872                  * is, keep using it.
1873                  */
1874                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
1875                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
1876                         cpu = env->best_cpu;
1877                 }
1878
1879                 env->dst_cpu = cpu;
1880         }
1881
1882         task_numa_assign(env, cur, imp);
1883
1884         /*
1885          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
1886          * balance improves then stop the search. While a better swap
1887          * candidate may exist, a search is not free.
1888          */
1889         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
1890                 stopsearch = true;
1891
1892         /*
1893          * If a swap candidate must be identified and the current best task
1894          * moves its preferred node then stop the search.
1895          */
1896         if (!maymove && env->best_task &&
1897             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
1898                 stopsearch = true;
1899         }
1900 unlock:
1901         rcu_read_unlock();
1902
1903         return stopsearch;
1904 }
1905
1906 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1907                                 long taskimp, long groupimp)
1908 {
1909         bool maymove = false;
1910         int cpu;
1911
1912         /*
1913          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
1914          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
1915          */
1916         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
1917                 unsigned int imbalance;
1918                 int src_running, dst_running;
1919
1920                 /*
1921                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
1922                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
1923                  * move improves the imbalance from the perspective of the
1924                  * CPU load balancer.
1925                  * */
1926                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
1927                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
1928                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
1929                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
1930                                                         env->dst_stats.weight);
1931
1932                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
1933                 if (!imbalance) {
1934                         maymove = true;
1935                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
1936                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1937                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
1938                                 return;
1939                         }
1940                 }
1941         } else {
1942                 long src_load, dst_load, load;
1943                 /*
1944                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
1945                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1946                  */
1947                 load = task_h_load(env->p);
1948                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
1949                 src_load = env->src_stats.load - load;
1950                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1951         }
1952
1953         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1954                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1955                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1956                         continue;
1957
1958                 env->dst_cpu = cpu;
1959                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
1960                         break;
1961         }
1962 }
1963
1964 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1965 {
1966         struct task_numa_env env = {
1967                 .p = p,
1968
1969                 .src_cpu = task_cpu(p),
1970                 .src_nid = task_node(p),
1971
1972                 .imbalance_pct = 112,
1973
1974                 .best_task = NULL,
1975                 .best_imp = 0,
1976                 .best_cpu = -1,
1977         };
1978         unsigned long taskweight, groupweight;
1979         struct sched_domain *sd;
1980         long taskimp, groupimp;
1981         struct numa_group *ng;
1982         struct rq *best_rq;
1983         int nid, ret, dist;
1984
1985         /*
1986          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1987          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1988          *
1989          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1990          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1991          * to satisfy here.
1992          */
1993         rcu_read_lock();
1994         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1995         if (sd)
1996                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1997         rcu_read_unlock();
1998
1999         /*
2000          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2001          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2002          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2003          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2004          */
2005         if (unlikely(!sd)) {
2006                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2007                 return -EINVAL;
2008         }
2009
2010         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2011         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2012         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2013         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2014         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2015         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2016         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2017         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2018
2019         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2020         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2021
2022         /*
2023          * Look at other nodes in these cases:
2024          * - there is no space available on the preferred_nid
2025          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2026          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2027          *   we need to check other locations.
2028          */
2029         ng = deref_curr_numa_group(p);
2030         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2031                 for_each_online_node(nid) {
2032                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2033                                 continue;
2034
2035                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2036                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2037                                                 dist != env.dist) {
2038                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2039                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2040                         }
2041
2042                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2043                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2044                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2045                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2046                                 continue;
2047
2048                         env.dist = dist;
2049                         env.dst_nid = nid;
2050                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2051                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2052                 }
2053         }
2054
2055         /*
2056          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2057          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2058          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2059          * settle down.
2060          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2061          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2062          */
2063         if (ng) {
2064                 if (env.best_cpu == -1)
2065                         nid = env.src_nid;
2066                 else
2067                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2068
2069                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2070                         sched_setnuma(p, nid);
2071         }
2072
2073         /* No better CPU than the current one was found. */
2074         if (env.best_cpu == -1) {
2075                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2076                 return -EAGAIN;
2077         }
2078
2079         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2080         if (env.best_task == NULL) {
2081                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2082                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2083                 if (ret != 0)
2084                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2085                 return ret;
2086         }
2087
2088         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2089         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2090
2091         if (ret != 0)
2092                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2093         put_task_struct(env.best_task);
2094         return ret;
2095 }
2096
2097 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2098 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2099 {
2100         unsigned long interval = HZ;
2101
2102         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2103         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2104                 return;
2105
2106         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2107         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2108         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2109
2110         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2111         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2112                 return;
2113
2114         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2115         task_numa_migrate(p);
2116 }
2117
2118 /*
2119  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
2120  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2121  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2122  * located.
2123  */
2124 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2125 {
2126         unsigned long faults, max_faults = 0;
2127         int nid, active_nodes = 0;
2128
2129         for_each_online_node(nid) {
2130                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2131                 if (faults > max_faults)
2132                         max_faults = faults;
2133         }
2134
2135         for_each_online_node(nid) {
2136                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2137                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2138                         active_nodes++;
2139         }
2140
2141         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2142         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2143 }
2144
2145 /*
2146  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2147  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2148  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2149  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2150  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2151  */
2152 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2153 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2154
2155 /*
2156  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2157  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2158  * the page accesses are shared with other processes.
2159  * Otherwise, decrease the scan period.
2160  */
2161 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2162                         unsigned long shared, unsigned long private)
2163 {
2164         unsigned int period_slot;
2165         int lr_ratio, ps_ratio;
2166         int diff;
2167
2168         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2169         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2170
2171         /*
2172          * If there were no record hinting faults then either the task is
2173          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
2174          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2175          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2176          * node is overloaded. In either case, scan slower
2177          */
2178         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2179                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2180                         p->numa_scan_period << 1);
2181
2182                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2183                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2184
2185                 return;
2186         }
2187
2188         /*
2189          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2190          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2191          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2192          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2193          */
2194         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2195         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2196         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2197
2198         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2199                 /*
2200                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2201                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2202                  */
2203                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2204                 if (!slot)
2205                         slot = 1;
2206                 diff = slot * period_slot;
2207         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2208                 /*
2209                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2210                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2211                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2212                  */
2213                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2214                 if (!slot)
2215                         slot = 1;
2216                 diff = slot * period_slot;
2217         } else {
2218                 /*
2219                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2220                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2221                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2222                  */
2223                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2224                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2225         }
2226
2227         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2228                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2229         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2230 }
2231
2232 /*
2233  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2234  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2235  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2236  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2237  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2238  */
2239 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2240 {
2241         u64 runtime, delta, now;
2242         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2243         now = p->se.exec_start;
2244         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2245
2246         if (p->last_task_numa_placement) {
2247                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2248                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2249
2250                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2251                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2252                         *period = 0;
2253         } else {
2254                 delta = p->se.avg.load_sum;
2255                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2256         }
2257
2258         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2259         p->last_task_numa_placement = now;
2260
2261         return delta;
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2266  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2267  * otherwise workloads might not converge.
2268  */
2269 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2270 {
2271         nodemask_t nodes;
2272         int dist;
2273
2274         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2275         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2276                 return nid;
2277
2278         /*
2279          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2280          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2281          * both the node itself, and on nearby nodes.
2282          */
2283         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2284                 unsigned long score, max_score = 0;
2285                 int node, max_node = nid;
2286
2287                 dist = sched_max_numa_distance;
2288
2289                 for_each_online_node(node) {
2290                         score = group_weight(p, node, dist);
2291                         if (score > max_score) {
2292                                 max_score = score;
2293                                 max_node = node;
2294                         }
2295                 }
2296                 return max_node;
2297         }
2298
2299         /*
2300          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2301          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2302          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2303          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2304          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2305          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2306          * keep the complexity of the search down.
2307          */
2308         nodes = node_online_map;
2309         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2310                 unsigned long max_faults = 0;
2311                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2312                 int a, b;
2313
2314                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2315                 if (!find_numa_distance(dist))
2316                         continue;
2317
2318                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2319                         unsigned long faults = 0;
2320                         nodemask_t this_group;
2321                         nodes_clear(this_group);
2322
2323                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2324                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2325                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2326                                         faults += group_faults(p, b);
2327                                         node_set(b, this_group);
2328                                         node_clear(b, nodes);
2329                                 }
2330                         }
2331
2332                         /* Remember the top group. */
2333                         if (faults > max_faults) {
2334                                 max_faults = faults;
2335                                 max_group = this_group;
2336                                 /*
2337                                  * subtle: at the smallest distance there is
2338                                  * just one node left in each "group", the
2339                                  * winner is the preferred nid.
2340                                  */
2341                                 nid = a;
2342                         }
2343                 }
2344                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2345                 if (!max_faults)
2346                         break;
2347                 nodes = max_group;
2348         }
2349         return nid;
2350 }
2351
2352 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2353 {
2354         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2355         unsigned long max_faults = 0;
2356         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2357         unsigned long total_faults;
2358         u64 runtime, period;
2359         spinlock_t *group_lock = NULL;
2360         struct numa_group *ng;
2361
2362         /*
2363          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2364          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2365          * that the field is read in a single access:
2366          */
2367         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2368         if (p->numa_scan_seq == seq)
2369                 return;
2370         p->numa_scan_seq = seq;
2371         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2372
2373         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2374                        p->numa_faults_locality[1];
2375         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2376
2377         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2378         ng = deref_curr_numa_group(p);
2379         if (ng) {
2380                 group_lock = &ng->lock;
2381                 spin_lock_irq(group_lock);
2382         }
2383
2384         /* Find the node with the highest number of faults */
2385         for_each_online_node(nid) {
2386                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2387                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2388                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2389                 int priv;
2390
2391                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2392                         long diff, f_diff, f_weight;
2393
2394                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2395                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2396                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2397                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2398
2399                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2400                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2401                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2402                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2403
2404                         /*
2405                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2406                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2407                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2408                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2409                          * faults are less important.
2410                          */
2411                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2412                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2413                                    (total_faults + 1);
2414                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2415                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2416
2417                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2418                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2419                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2420                         p->total_numa_faults += diff;
2421                         if (ng) {
2422                                 /*
2423                                  * safe because we can only change our own group
2424                                  *
2425                                  * mem_idx represents the offset for a given
2426                                  * nid and priv in a specific region because it
2427                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2428                                  */
2429                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2430                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2431                                 ng->total_faults += diff;
2432                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2433                         }
2434                 }
2435
2436                 if (!ng) {
2437                         if (faults > max_faults) {
2438                                 max_faults = faults;
2439                                 max_nid = nid;
2440                         }
2441                 } else if (group_faults > max_faults) {
2442                         max_faults = group_faults;
2443                         max_nid = nid;
2444                 }
2445         }
2446
2447         if (ng) {
2448                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2449                 spin_unlock_irq(group_lock);
2450                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2451         }
2452
2453         if (max_faults) {
2454                 /* Set the new preferred node */
2455                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2456                         sched_setnuma(p, max_nid);
2457         }
2458
2459         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2460 }
2461
2462 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2463 {
2464         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2465 }
2466
2467 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2468 {
2469         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2470                 kfree_rcu(grp, rcu);
2471 }
2472
2473 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2474                         int *priv)
2475 {
2476         struct numa_group *grp, *my_grp;
2477         struct task_struct *tsk;
2478         bool join = false;
2479         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2480         int i;
2481
2482         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2483                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2484                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2485
2486                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2487                 if (!grp)
2488                         return;
2489
2490                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2491                 grp->active_nodes = 1;
2492                 grp->max_faults_cpu = 0;
2493                 spin_lock_init(&grp->lock);
2494                 grp->gid = p->pid;
2495                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2496                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2497                                                 nr_node_ids;
2498
2499                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2500                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2501
2502                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2503
2504                 grp->nr_tasks++;
2505                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2506         }
2507
2508         rcu_read_lock();
2509         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2510
2511         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2512                 goto no_join;
2513
2514         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2515         if (!grp)
2516                 goto no_join;
2517
2518         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2519         if (grp == my_grp)
2520                 goto no_join;
2521
2522         /*
2523          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2524          * the other task will join us.
2525          */
2526         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2527                 goto no_join;
2528
2529         /*
2530          * Tie-break on the grp address.
2531          */
2532         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2533                 goto no_join;
2534
2535         /* Always join threads in the same process. */
2536         if (tsk->mm == current->mm)
2537                 join = true;
2538
2539         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2540         if (flags & TNF_SHARED)
2541                 join = true;
2542
2543         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2544         *priv = !join;
2545
2546         if (join && !get_numa_group(grp))
2547                 goto no_join;
2548
2549         rcu_read_unlock();
2550
2551         if (!join)
2552                 return;
2553
2554         BUG_ON(irqs_disabled());
2555         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2556
2557         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2558                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2559                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2560         }
2561         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2562         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2563
2564         my_grp->nr_tasks--;
2565         grp->nr_tasks++;
2566
2567         spin_unlock(&my_grp->lock);
2568         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2569
2570         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2571
2572         put_numa_group(my_grp);
2573         return;
2574
2575 no_join:
2576         rcu_read_unlock();
2577         return;
2578 }
2579
2580 /*
2581  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
2582  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2583  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2584  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2585  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2586  */
2587 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2588 {
2589         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2590         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2591         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2592         unsigned long flags;
2593         int i;
2594
2595         if (!numa_faults)
2596                 return;
2597
2598         if (grp) {
2599                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2600                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2601                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2602                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2603
2604                 grp->nr_tasks--;
2605                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2606                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2607                 put_numa_group(grp);
2608         }
2609
2610         if (final) {
2611                 p->numa_faults = NULL;
2612                 kfree(numa_faults);
2613         } else {
2614                 p->total_numa_faults = 0;
2615                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2616                         numa_faults[i] = 0;
2617         }
2618 }
2619
2620 /*
2621  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2622  */
2623 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2624 {
2625         struct task_struct *p = current;
2626         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2627         int cpu_node = task_node(current);
2628         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2629         struct numa_group *ng;
2630         int priv;
2631
2632         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2633                 return;
2634
2635         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2636         if (!p->mm)
2637                 return;
2638
2639         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2640         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2641                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2642                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2643
2644                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2645                 if (!p->numa_faults)
2646                         return;
2647
2648                 p->total_numa_faults = 0;
2649                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2650         }
2651
2652         /*
2653          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2654          * to be private if the accessing pid has not changed
2655          */
2656         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2657                 priv = 1;
2658         } else {
2659                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2660                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2661                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2662         }
2663
2664         /*
2665          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2666          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2667          * actively using should be counted as local. This allows the
2668          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2669          */
2670         ng = deref_curr_numa_group(p);
2671         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2672                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2673                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2674                 local = 1;
2675
2676         /*
2677          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2678          * previously failed, or the scheduler moved us.
2679          */
2680         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2681                 task_numa_placement(p);
2682                 numa_migrate_preferred(p);
2683         }
2684
2685         if (migrated)
2686                 p->numa_pages_migrated += pages;
2687         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2688                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2689
2690         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2691         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2692         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2693 }
2694
2695 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2696 {
2697         /*
2698          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2699          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2700          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2701          * much of an issue though, since this is just used for
2702          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2703          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2704          */
2705         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2706         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2707 }
2708
2709 /*
2710  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2711  * Triggered from task_tick_numa().
2712  */
2713 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2714 {
2715         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2716         struct task_struct *p = current;
2717         struct mm_struct *mm = p->mm;
2718         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2719         struct vm_area_struct *vma;
2720         unsigned long start, end;
2721         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2722         long pages, virtpages;
2723
2724         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2725
2726         work->next = work;
2727         /*
2728          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2729          *
2730          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2731          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2732          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2733          * work.
2734          */
2735         if (p->flags & PF_EXITING)
2736                 return;
2737
2738         if (!mm->numa_next_scan) {
2739                 mm->numa_next_scan = now +
2740                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2741         }
2742
2743         /*
2744          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2745          */
2746         migrate = mm->numa_next_scan;
2747         if (time_before(now, migrate))
2748                 return;
2749
2750         if (p->numa_scan_period == 0) {
2751                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2752                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2753         }
2754
2755         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2756         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2757                 return;
2758
2759         /*
2760          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2761          * the next time around.
2762          */
2763         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2764
2765         start = mm->numa_scan_offset;
2766         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2767         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2768         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2769         if (!pages)
2770                 return;
2771
2772
2773         if (!mmap_read_trylock(mm))
2774                 return;
2775         vma = find_vma(mm, start);
2776         if (!vma) {
2777                 reset_ptenuma_scan(p);
2778                 start = 0;
2779                 vma = mm->mmap;
2780         }
2781         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2782                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2783                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2784                         continue;
2785                 }
2786
2787                 /*
2788                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2789                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2790                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2791                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2792                  */
2793                 if (!vma->vm_mm ||
2794                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2795                         continue;
2796
2797                 /*
2798                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2799                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2800                  */
2801                 if (!vma_is_accessible(vma))
2802                         continue;
2803
2804                 do {
2805                         start = max(start, vma->vm_start);
2806                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2807                         end = min(end, vma->vm_end);
2808                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2809
2810                         /*
2811                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2812                          * hpages that have at least one present PTE that
2813                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2814                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2815                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2816                          * areas faster.
2817                          */
2818                         if (nr_pte_updates)
2819                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2820                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2821
2822                         start = end;
2823                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2824                                 goto out;
2825
2826                         cond_resched();
2827                 } while (end != vma->vm_end);
2828         }
2829
2830 out:
2831         /*
2832          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2833          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2834          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2835          * scanner to the start so check it now.
2836          */
2837         if (vma)
2838                 mm->numa_scan_offset = start;
2839         else
2840                 reset_ptenuma_scan(p);
2841         mmap_read_unlock(mm);
2842
2843         /*
2844          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2845          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2846          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2847          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2848          */
2849         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2850                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2851                 p->node_stamp += 32 * diff;
2852         }
2853 }
2854
2855 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2856 {
2857         int mm_users = 0;
2858         struct mm_struct *mm = p->mm;
2859
2860         if (mm) {
2861                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2862                 if (mm_users == 1) {
2863                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2864                         mm->numa_scan_seq = 0;
2865                 }
2866         }
2867         p->node_stamp                   = 0;
2868         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2869         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2870         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2871         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2872         p->numa_faults                  = NULL;
2873         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2874         p->last_task_numa_placement     = 0;
2875         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2876
2877         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2878
2879         /* New address space, reset the preferred nid */
2880         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2881                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2882                 return;
2883         }
2884
2885         /*
2886          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2887          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2888          */
2889         if (mm) {
2890                 unsigned int delay;
2891
2892                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2893                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2894                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2895                 p->node_stamp = delay;
2896         }
2897 }
2898
2899 /*
2900  * Drive the periodic memory faults..
2901  */
2902 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2903 {
2904         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2905         u64 period, now;
2906
2907         /*
2908          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2909          */
2910         if ((curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2911                 return;
2912
2913         /*
2914          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2915          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2916          * task needs to have done some actual work before we bother with
2917          * NUMA placement.
2918          */
2919         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2920         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2921
2922         if (now > curr->node_stamp + period) {
2923                 if (!curr->node_stamp)
2924                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2925                 curr->node_stamp += period;
2926
2927                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2928                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
2929         }
2930 }
2931
2932 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2933 {
2934         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2935         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2936
2937         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2938                 return;
2939
2940         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2941                 return;
2942
2943         if (src_nid == dst_nid)
2944                 return;
2945
2946         /*
2947          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2948          * has completed. This is most likely due to a new task that
2949          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2950          */
2951         if (p->numa_scan_seq) {
2952                 /*
2953                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2954                  * node or if the task was not previously running on
2955                  * the preferred node.
2956                  */
2957                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2958                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2959                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2960                         return;
2961         }
2962
2963         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2964 }
2965
2966 #else
2967 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2968 {
2969 }
2970
2971 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2972 {
2973 }
2974
2975 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2976 {
2977 }
2978
2979 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2980 {
2981 }
2982
2983 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2984
2985 static void
2986 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2987 {
2988         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2989 #ifdef CONFIG_SMP
2990         if (entity_is_task(se)) {
2991                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2992
2993                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2994                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2995         }
2996 #endif
2997         cfs_rq->nr_running++;
2998 }
2999
3000 static void
3001 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3002 {
3003         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3004 #ifdef CONFIG_SMP
3005         if (entity_is_task(se)) {
3006                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3007                 list_del_init(&se->group_node);
3008         }
3009 #endif
3010         cfs_rq->nr_running--;
3011 }
3012
3013 /*
3014  * Signed add and clamp on underflow.
3015  *
3016  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3017  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3018  * values.
3019  */
3020 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3021         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3022         typeof(_val) val = (_val);                              \
3023         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3024                                                                 \
3025         res = var + val;                                        \
3026                                                                 \
3027         if (val < 0 && res > var)                               \
3028                 res = 0;                                        \
3029                                                                 \
3030         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3031 } while (0)
3032
3033 /*
3034  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3035  *
3036  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3037  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3038  * values.
3039  */
3040 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3041         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3042         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3043         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3044         res = var - val;                                        \
3045         if (res > var)                                          \
3046                 res = 0;                                        \
3047         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3048 } while (0)
3049
3050 /*
3051  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3052  *
3053  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3054  * and is thus optimized for local variable updates.
3055  */
3056 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3057         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3058         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3059 } while (0)
3060
3061 #ifdef CONFIG_SMP
3062 static inline void
3063 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3064 {
3065         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3066         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3067 }
3068
3069 static inline void
3070 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3071 {
3072         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3073         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3074 }
3075 #else
3076 static inline void
3077 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3078 static inline void
3079 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3080 #endif
3081
3082 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3083                             unsigned long weight)
3084 {
3085         if (se->on_rq) {
3086                 /* commit outstanding execution time */
3087                 if (cfs_rq->curr == se)
3088                         update_curr(cfs_rq);
3089                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3090         }
3091         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3092
3093         update_load_set(&se->load, weight);
3094
3095 #ifdef CONFIG_SMP
3096         do {
3097                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3098
3099                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3100         } while (0);
3101 #endif
3102
3103         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3104         if (se->on_rq)
3105                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3106
3107 }
3108
3109 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3110 {
3111         struct sched_entity *se = &p->se;
3112         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3113         struct load_weight *load = &se->load;
3114         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3115
3116         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3117         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3118 }
3119
3120 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3121 #ifdef CONFIG_SMP
3122 /*
3123  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3124  * global sum we all love to hate.
3125  *
3126  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3127  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3128  *
3129  *                     tg->weight * grq->load.weight
3130  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3131  *                       \Sum grq->load.weight
3132  *
3133  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3134  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3135  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3136  *
3137  * So instead of the above, we substitute:
3138  *
3139  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3140  *
3141  * which yields the following:
3142  *
3143  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3144  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3145  *                             tg->load_avg
3146  *
3147  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3148  *
3149  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3150  *
3151  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3152  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3153  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3154  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3155  * yielding bad latency etc..
3156  *
3157  * Now, in that special case (1) reduces to:
3158  *
3159  *                     tg->weight * grq->load.weight
3160  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3161  *                         grp->load.weight
3162  *
3163  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3164  *
3165  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3166  * UP case, like:
3167  *
3168  *   ge->load.weight =
3169  *
3170  *              tg->weight * grq->load.weight
3171  *     ---------------------------------------------------         (5)
3172  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3173  *
3174  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3175  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3176  *
3177  *
3178  *                     tg->weight * grq->load.weight
3179  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3180  *                             tg_load_avg'
3181  *
3182  * Where:
3183  *
3184  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3185  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3186  *
3187  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3188  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3189  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3190  *
3191  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3192  *
3193  * hence icky!
3194  */
3195 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3196 {
3197         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3198         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3199
3200         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3201
3202         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3203
3204         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3205
3206         /* Ensure tg_weight >= load */
3207         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3208         tg_weight += load;
3209
3210         shares = (tg_shares * load);
3211         if (tg_weight)
3212                 shares /= tg_weight;
3213
3214         /*
3215          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3216          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3217          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3218          * the group on a CPU.
3219          *
3220          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3221          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3222          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3223          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3224          * instead of 0.
3225          */
3226         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3227 }
3228 #endif /* CONFIG_SMP */
3229
3230 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3231
3232 /*
3233  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3234  * runqueue.
3235  */
3236 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3237 {
3238         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3239         long shares;
3240
3241         if (!gcfs_rq)
3242                 return;
3243
3244         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3245                 return;
3246
3247 #ifndef CONFIG_SMP
3248         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3249
3250         if (likely(se->load.weight == shares))
3251                 return;
3252 #else
3253         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3254 #endif
3255
3256         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3257 }
3258
3259 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3260 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3261 {
3262 }
3263 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3264
3265 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3266 {
3267         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3268
3269         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3270                 /*
3271                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3272                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3273                  * a real problem.
3274                  *
3275                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3276                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3277                  * number include things like RT tasks.
3278                  *
3279                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3280                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3281                  *
3282                  * See cpu_util().
3283                  */
3284                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3285         }
3286 }
3287
3288 #ifdef CONFIG_SMP
3289 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3290
3291 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
3292 {
3293         if (cfs_rq->load.weight)
3294                 return false;
3295
3296         if (cfs_rq->avg.load_sum)
3297                 return false;
3298
3299         if (cfs_rq->avg.util_sum)
3300                 return false;
3301
3302         if (cfs_rq->avg.runnable_sum)
3303                 return false;
3304
3305         /*
3306          * _avg must be null when _sum are null because _avg = _sum / divider
3307          * Make sure that rounding and/or propagation of PELT values never
3308          * break this.
3309          */
3310         SCHED_WARN_ON(cfs_rq->avg.load_avg ||
3311                       cfs_rq->avg.util_avg ||
3312                       cfs_rq->avg.runnable_avg);
3313
3314         return true;
3315 }
3316
3317 /**
3318  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3319  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3320  *
3321  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3322  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3323  * considerations.
3324  *
3325  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3326  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3327  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3328  *
3329  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3330  */
3331 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3332 {
3333         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3334
3335         /*
3336          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3337          */
3338         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3339                 return;
3340
3341         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3342                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3343                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3344         }
3345 }
3346
3347 /*
3348  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3349  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3350  * including the state of rq->lock, should be made.
3351  */
3352 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3353                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3354 {
3355         u64 p_last_update_time;
3356         u64 n_last_update_time;
3357
3358         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3359                 return;
3360
3361         /*
3362          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3363          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3364          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3365          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3366          * the wakee more load sounds not bad.
3367          */
3368         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3369                 return;
3370
3371 #ifndef CONFIG_64BIT
3372         {
3373                 u64 p_last_update_time_copy;
3374                 u64 n_last_update_time_copy;
3375
3376                 do {
3377                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3378                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3379
3380                         smp_rmb();
3381
3382                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3383                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3384
3385                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3386                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3387         }
3388 #else
3389         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3390         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3391 #endif
3392         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3393         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3394 }
3395
3396
3397 /*
3398  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3399  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3400  * that for each group:
3401  *
3402  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3403  *
3404  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3405  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3406  *
3407  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3408  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3409  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3410  *
3411  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3412  *
3413  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3414  *
3415  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3416  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3417  *
3418  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3419  *
3420  * And per (1) we have:
3421  *
3422  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3423  *
3424  * Which gives:
3425  *
3426  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3427  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3428  *                               grq->load.weight
3429  *
3430  * Except that is wrong!
3431  *
3432  * Because while for entities historical weight is not important and we
3433  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3434  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3435  *
3436  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3437  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3438  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3439  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3440  *
3441  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3442  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3443  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3444  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3445  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3446  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3447  *
3448  * So we'll have to approximate.. :/
3449  *
3450  * Given the constraint:
3451  *
3452  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3453  *
3454  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3455  * overlap.
3456  *
3457  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3458  *
3459  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3460  *
3461  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3462  *
3463  */
3464
3465 static inline void
3466 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3467 {
3468         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3469         u32 divider;
3470
3471         /* Nothing to update */
3472         if (!delta)
3473                 return;
3474
3475         /*
3476          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3477          * See ___update_load_avg() for details.
3478          */
3479         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3480
3481         /* Set new sched_entity's utilization */
3482         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3483         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3484
3485         /* Update parent cfs_rq utilization */
3486         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3487         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3488 }
3489
3490 static inline void
3491 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3492 {
3493         long delta = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3494         u32 divider;
3495
3496         /* Nothing to update */
3497         if (!delta)
3498                 return;
3499
3500         /*
3501          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3502          * See ___update_load_avg() for details.
3503          */
3504         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3505
3506         /* Set new sched_entity's runnable */
3507         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3508         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3509
3510         /* Update parent cfs_rq runnable */
3511         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta);
3512         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3513 }
3514
3515 static inline void
3516 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3517 {
3518         long delta, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3519         unsigned long load_avg;
3520         u64 load_sum = 0;
3521         u32 divider;
3522
3523         if (!runnable_sum)
3524                 return;
3525
3526         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3527
3528         /*
3529          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3530          * See ___update_load_avg() for details.
3531          */
3532         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3533
3534         if (runnable_sum >= 0) {
3535                 /*
3536                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3537                  * the CPU is saturated running == runnable.
3538                  */
3539                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3540                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3541         } else {
3542                 /*
3543                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3544                  * assuming all tasks are equally runnable.
3545                  */
3546                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3547                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3548                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3549                 }
3550
3551                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3552                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3553         }
3554
3555         /*
3556          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3557          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3558          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3559          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3560          */
3561         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3562         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3563
3564         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3565         load_avg = div_s64(load_sum, divider);
3566
3567         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3568
3569         delta = load_avg - se->avg.load_avg;
3570         if (!delta)
3571                 return;
3572
3573         se->avg.load_avg = load_avg;
3574
3575         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta);
3576         cfs_rq->avg.load_sum = cfs_rq->avg.load_avg * divider;
3577 }
3578
3579 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3580 {
3581         cfs_rq->propagate = 1;
3582         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3583 }
3584
3585 /* Update task and its cfs_rq load average */
3586 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3587 {
3588         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3589
3590         if (entity_is_task(se))
3591                 return 0;
3592
3593         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3594         if (!gcfs_rq->propagate)
3595                 return 0;
3596
3597         gcfs_rq->propagate = 0;
3598
3599         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3600
3601         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3602
3603         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3604         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3605         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3606
3607         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3608         trace_pelt_se_tp(se);
3609
3610         return 1;
3611 }
3612
3613 /*
3614  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3615  * group_entity:
3616  */
3617 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3618 {
3619         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3620
3621         /*
3622          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3623          * decay it:
3624          */
3625         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3626                 return false;
3627
3628         /*
3629          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3630          * the utilization of the sched_entity:
3631          */
3632         if (gcfs_rq->propagate)
3633                 return false;
3634
3635         /*
3636          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3637          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3638          * waste of time to try to decay it:
3639          */
3640         return true;
3641 }
3642
3643 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3644
3645 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3646
3647 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3648 {
3649         return 0;
3650 }
3651
3652 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3653
3654 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3655
3656 /**
3657  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3658  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3659  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3660  *
3661  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3662  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3663  * post_init_entity_util_avg().
3664  *
3665  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3666  *
3667  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3668  *
3669  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3670  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3671  */
3672 static inline int
3673 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3674 {
3675         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3676         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3677         int decayed = 0;
3678
3679         if (cfs_rq->removed.nr) {
3680                 unsigned long r;
3681                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3682
3683                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3684                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3685                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3686                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3687                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3688                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3689
3690                 r = removed_load;
3691                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3692                 sa->load_sum = sa->load_avg * divider;
3693
3694                 r = removed_util;
3695                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3696                 sa->util_sum = sa->util_avg * divider;
3697
3698                 r = removed_runnable;
3699                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3700                 sa->runnable_sum = sa->runnable_avg * divider;
3701
3702                 /*
3703                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3704                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3705                  */
3706                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3707                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3708
3709                 decayed = 1;
3710         }
3711
3712         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3713
3714 #ifndef CONFIG_64BIT
3715         smp_wmb();
3716         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3717 #endif
3718
3719         return decayed;
3720 }
3721
3722 /**
3723  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3724  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3725  * @se: sched_entity to attach
3726  *
3727  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3728  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3729  */
3730 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3731 {
3732         /*
3733          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3734          * See ___update_load_avg() for details.
3735          */
3736         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3737
3738         /*
3739          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3740          * window because without that, really weird and wonderful things can
3741          * happen.
3742          *
3743          * XXX illustrate
3744          */
3745         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3746         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3747
3748         /*
3749          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3750          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3751          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3752          * _sum a little.
3753          */
3754         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3755
3756         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3757
3758         se->avg.load_sum = divider;
3759         if (se_weight(se)) {
3760                 se->avg.load_sum =
3761                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3762         }
3763
3764         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3765         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3766         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3767         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3768         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3769
3770         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3771
3772         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3773
3774         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3775 }
3776
3777 /**
3778  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3779  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3780  * @se: sched_entity to detach
3781  *
3782  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3783  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3784  */
3785 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3786 {
3787         /*
3788          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3789          * See ___update_load_avg() for details.
3790          */
3791         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3792
3793         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3794         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3795         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3796         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3797         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3798
3799         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3800
3801         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3802
3803         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3804 }
3805
3806 /*
3807  * Optional action to be done while updating the load average
3808  */
3809 #define UPDATE_TG       0x1
3810 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3811 #define DO_ATTACH       0x4
3812
3813 /* Update task and its cfs_rq load average */
3814 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3815 {
3816         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3817         int decayed;
3818
3819         /*
3820          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3821          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3822          */
3823         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3824                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3825
3826         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3827         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3828
3829         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3830
3831                 /*
3832                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3833                  * !last_update_time means we've passed through
3834                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3835                  *
3836                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3837                  */
3838                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3839                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
3840
3841         } else if (decayed) {
3842                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3843
3844                 if (flags & UPDATE_TG)
3845                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
3846         }
3847 }
3848
3849 #ifndef CONFIG_64BIT
3850 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3851 {
3852         u64 last_update_time_copy;
3853         u64 last_update_time;
3854
3855         do {
3856                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3857                 smp_rmb();
3858                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3859         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3860
3861         return last_update_time;
3862 }
3863 #else
3864 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3865 {
3866         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3867 }
3868 #endif
3869
3870 /*
3871  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3872  * the previous rq.
3873  */
3874 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3875 {
3876         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3877         u64 last_update_time;
3878
3879         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3880         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3881 }
3882
3883 /*
3884  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3885  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3886  */
3887 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3888 {
3889         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3890         unsigned long flags;
3891
3892         /*
3893          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3894          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3895          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3896          */
3897
3898         sync_entity_load_avg(se);
3899
3900         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3901         ++cfs_rq->removed.nr;
3902         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3903         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3904         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
3905         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3906 }
3907
3908 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3909 {
3910         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
3911 }
3912
3913 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3914 {
3915         return cfs_rq->avg.load_avg;
3916 }
3917
3918 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3919
3920 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3921 {
3922         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3923 }
3924
3925 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3926 {
3927         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3928
3929         return max(ue.ewma, (ue.enqueued & ~UTIL_AVG_UNCHANGED));
3930 }
3931
3932 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3933 {
3934         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3935 }
3936
3937 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
3938 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3939 {
3940         return clamp(task_util_est(p),
3941                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
3942                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
3943 }
3944 #else
3945 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3946 {
3947         return task_util_est(p);
3948 }
3949 #endif
3950
3951 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3952                                     struct task_struct *p)
3953 {
3954         unsigned int enqueued;
3955
3956         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3957                 return;
3958
3959         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3960         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3961         enqueued += _task_util_est(p);
3962         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3963
3964         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3965 }
3966
3967 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3968                                     struct task_struct *p)
3969 {
3970         unsigned int enqueued;
3971
3972         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3973                 return;
3974
3975         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3976         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3977         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
3978         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3979
3980         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3981 }
3982
3983 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
3984
3985 /*
3986  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3987  * based on the observation that:
3988  *
3989  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3990  *
3991  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
3992  */
3993 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3994 {
3995         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3996 }
3997
3998 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
3999                                    struct task_struct *p,
4000                                    bool task_sleep)
4001 {
4002         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
4003         struct util_est ue;
4004
4005         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4006                 return;
4007
4008         /*
4009          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4010          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4011          */
4012         if (!task_sleep)
4013                 return;
4014
4015         /*
4016          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4017          * skip the util_est update.
4018          */
4019         ue = p->se.avg.util_est;
4020         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4021                 return;
4022
4023         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4024
4025         /*
4026          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4027          * to smooth utilization decreases.
4028          */
4029         ue.enqueued = task_util(p);
4030         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4031                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4032                         ue.ewma = ue.enqueued;
4033                         goto done;
4034                 }
4035         }
4036
4037         /*
4038          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4039          * already ~1% close to its last activation value.
4040          */
4041         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4042         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4043         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4044                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4045                         goto done;
4046
4047                 return;
4048         }
4049
4050         /*
4051          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4052          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4053          */
4054         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4055                 return;
4056
4057         /*
4058          * Update Task's estimated utilization
4059          *
4060          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4061          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4062          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4063          * Weighted Moving Average (EWMA):
4064          *
4065          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4066          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4067          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4068          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4069          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4070          *
4071          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4072          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4073          */
4074         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4075         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4076         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4077 done:
4078         ue.enqueued |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4079         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4080
4081         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4082 }
4083
4084 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
4085 {
4086         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
4087 }
4088
4089 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4090 {
4091         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
4092                 return;
4093
4094         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
4095                 rq->misfit_task_load = 0;
4096                 return;
4097         }
4098
4099         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
4100                 rq->misfit_task_load = 0;
4101                 return;
4102         }
4103
4104         /*
4105          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4106          * task_h_load() returns 0.
4107          */
4108         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4109 }
4110
4111 #else /* CONFIG_SMP */
4112
4113 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4114 {
4115         return true;
4116 }
4117
4118 #define UPDATE_TG       0x0
4119 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4120 #define DO_ATTACH       0x0
4121
4122 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4123 {
4124         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4125 }
4126
4127 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4128
4129 static inline void
4130 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4131 static inline void
4132 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4133
4134 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4135 {
4136         return 0;
4137 }
4138
4139 static inline void
4140 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4141
4142 static inline void
4143 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4144
4145 static inline void
4146 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4147                 bool task_sleep) {}
4148 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4149
4150 #endif /* CONFIG_SMP */
4151
4152 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4153 {
4154 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4155         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4156
4157         if (d < 0)
4158                 d = -d;
4159
4160         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4161                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4162 #endif
4163 }
4164
4165 static void
4166 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4167 {
4168         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4169
4170         /*
4171          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4172          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4173          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4174          * stays open at the end.
4175          */
4176         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4177                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4178
4179         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4180         if (!initial) {
4181                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
4182
4183                 /*
4184                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4185                  * for a gentler effect of sleepers:
4186                  */
4187                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4188                         thresh >>= 1;
4189
4190                 vruntime -= thresh;
4191         }
4192
4193         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4194         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4195 }
4196
4197 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4198
4199 static inline void check_schedstat_required(void)
4200 {
4201 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4202         if (schedstat_enabled())
4203                 return;
4204
4205         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
4206         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
4207                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
4208                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
4209                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
4210                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
4211                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
4212                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
4213                              "kernel parameter schedstats=enable or "
4214                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
4215         }
4216 #endif
4217 }
4218
4219 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4220
4221 /*
4222  * MIGRATION
4223  *
4224  *      dequeue
4225  *        update_curr()
4226  *          update_min_vruntime()
4227  *        vruntime -= min_vruntime
4228  *
4229  *      enqueue
4230  *        update_curr()
4231  *          update_min_vruntime()
4232  *        vruntime += min_vruntime
4233  *
4234  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4235  * min_vruntime are up-to-date.
4236  *
4237  * WAKEUP (remote)
4238  *
4239  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4240  *        vruntime -= min_vruntime
4241  *
4242  *      enqueue
4243  *        update_curr()
4244  *          update_min_vruntime()
4245  *        vruntime += min_vruntime
4246  *
4247  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4248  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4249  */
4250
4251 static void
4252 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4253 {
4254         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4255         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4256
4257         /*
4258          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4259          * update_curr().
4260          */
4261         if (renorm && curr)
4262                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4263
4264         update_curr(cfs_rq);
4265
4266         /*
4267          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4268          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4269          * placed in the past could significantly boost this task to the
4270          * fairness detriment of existing tasks.
4271          */
4272         if (renorm && !curr)
4273                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4274
4275         /*
4276          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4277          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4278          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4279          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4280          *     its group cfs_rq
4281          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4282          */
4283         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4284         se_update_runnable(se);
4285         update_cfs_group(se);
4286         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4287
4288         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4289                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4290
4291         check_schedstat_required();
4292         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4293         check_spread(cfs_rq, se);
4294         if (!curr)
4295                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4296         se->on_rq = 1;
4297
4298         /*
4299          * When bandwidth control is enabled, cfs might have been removed
4300          * because of a parent been throttled but cfs->nr_running > 1. Try to
4301          * add it unconditionally.
4302          */
4303         if (cfs_rq->nr_running == 1 || cfs_bandwidth_used())
4304                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4305
4306         if (cfs_rq->nr_running == 1)
4307                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4308 }
4309
4310 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4311 {
4312         for_each_sched_entity(se) {
4313                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4314                 if (cfs_rq->last != se)
4315                         break;
4316
4317                 cfs_rq->last = NULL;
4318         }
4319 }
4320
4321 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4322 {
4323         for_each_sched_entity(se) {
4324                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4325                 if (cfs_rq->next != se)
4326                         break;
4327
4328                 cfs_rq->next = NULL;
4329         }
4330 }
4331
4332 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4333 {
4334         for_each_sched_entity(se) {
4335                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4336                 if (cfs_rq->skip != se)
4337                         break;
4338
4339                 cfs_rq->skip = NULL;
4340         }
4341 }
4342
4343 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4344 {
4345         if (cfs_rq->last == se)
4346                 __clear_buddies_last(se);
4347
4348         if (cfs_rq->next == se)
4349                 __clear_buddies_next(se);
4350
4351         if (cfs_rq->skip == se)
4352                 __clear_buddies_skip(se);
4353 }
4354
4355 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4356
4357 static void
4358 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4359 {
4360         /*
4361          * Update run-time statistics of the 'current'.
4362          */
4363         update_curr(cfs_rq);
4364
4365         /*
4366          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4367          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4368          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4369          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4370          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4371          *     of its group cfs_rq.
4372          */
4373         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4374         se_update_runnable(se);
4375
4376         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4377
4378         clear_buddies(cfs_rq, se);
4379
4380         if (se != cfs_rq->curr)
4381                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4382         se->on_rq = 0;
4383         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4384
4385         /*
4386          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4387          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4388          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4389          * can move min_vruntime forward still more.
4390          */
4391         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4392                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4393
4394         /* return excess runtime on last dequeue */
4395         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4396
4397         update_cfs_group(se);
4398
4399         /*
4400          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4401          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4402          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4403          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4404          */
4405         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4406                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4407 }
4408
4409 /*
4410  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4411  */
4412 static void
4413 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4414 {
4415         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4416         struct sched_entity *se;
4417         s64 delta;
4418
4419         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4420         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4421         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4422                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4423                 /*
4424                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4425                  * re-elected due to buddy favours.
4426                  */
4427                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4428                 return;
4429         }
4430
4431         /*
4432          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4433          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4434          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4435          */
4436         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4437                 return;
4438
4439         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4440         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4441
4442         if (delta < 0)
4443                 return;
4444
4445         if (delta > ideal_runtime)
4446                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4447 }
4448
4449 static void
4450 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4451 {
4452         clear_buddies(cfs_rq, se);
4453
4454         /* 'current' is not kept within the tree. */
4455         if (se->on_rq) {
4456                 /*
4457                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4458                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4459                  * runqueue.
4460                  */
4461                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4462                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4463                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4464         }
4465
4466         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4467         cfs_rq->curr = se;
4468
4469         /*
4470          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4471          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4472          * when there are only lesser-weight tasks around):
4473          */
4474         if (schedstat_enabled() &&
4475             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4476                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4477                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4478                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4479         }
4480
4481         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4482 }
4483
4484 static int
4485 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4486
4487 /*
4488  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4489  * 1) keep things fair between processes/task groups
4490  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4491  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4492  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4493  */
4494 static struct sched_entity *
4495 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4496 {
4497         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4498         struct sched_entity *se;
4499
4500         /*
4501          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4502          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4503          */
4504         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4505                 left = curr;
4506
4507         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4508
4509         /*
4510          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4511          * be done without getting too unfair.
4512          */
4513         if (cfs_rq->skip && cfs_rq->skip == se) {
4514                 struct sched_entity *second;
4515
4516                 if (se == curr) {
4517                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4518                 } else {
4519                         second = __pick_next_entity(se);
4520                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4521                                 second = curr;
4522                 }
4523
4524                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4525                         se = second;
4526         }
4527
4528         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4529                 /*
4530                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4531                  */
4532                 se = cfs_rq->next;
4533         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4534                 /*
4535                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4536                  */
4537                 se = cfs_rq->last;
4538         }
4539
4540         return se;
4541 }
4542
4543 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4544
4545 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4546 {
4547         /*
4548          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4549          * was not called and update_curr() has to be done:
4550          */
4551         if (prev->on_rq)
4552                 update_curr(cfs_rq);
4553
4554         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4555         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4556
4557         check_spread(cfs_rq, prev);
4558
4559         if (prev->on_rq) {
4560                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4561                 /* Put 'current' back into the tree. */
4562                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4563                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4564                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4565         }
4566         cfs_rq->curr = NULL;
4567 }
4568
4569 static void
4570 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4571 {
4572         /*
4573          * Update run-time statistics of the 'current'.
4574          */
4575         update_curr(cfs_rq);
4576
4577         /*
4578          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4579          */
4580         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4581         update_cfs_group(curr);
4582
4583 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4584         /*
4585          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4586          * validating it and just reschedule.
4587          */
4588         if (queued) {
4589                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4590                 return;
4591         }
4592         /*
4593          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4594          */
4595         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4596                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4597                 return;
4598 #endif
4599
4600         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4601                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4602 }
4603
4604
4605 /**************************************************
4606  * CFS bandwidth control machinery
4607  */
4608
4609 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4610
4611 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4612 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4613
4614 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4615 {
4616         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4617 }
4618
4619 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4620 {
4621         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4622 }
4623
4624 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4625 {
4626         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4627 }
4628 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4629 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4630 {
4631         return true;
4632 }
4633
4634 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4635 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4636 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4637
4638 /*
4639  * default period for cfs group bandwidth.
4640  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4641  */
4642 static inline u64 default_cfs_period(void)
4643 {
4644         return 100000000ULL;
4645 }
4646
4647 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4648 {
4649         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4650 }
4651
4652 /*
4653  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4654  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4655  * around rq->lock.
4656  *
4657  * requires cfs_b->lock
4658  */
4659 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4660 {
4661         if (unlikely(cfs_b->quota == RUNTIME_INF))
4662                 return;
4663
4664         cfs_b->runtime += cfs_b->quota;
4665         cfs_b->runtime = min(cfs_b->runtime, cfs_b->quota + cfs_b->burst);
4666 }
4667
4668 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4669 {
4670         return &tg->cfs_bandwidth;
4671 }
4672
4673 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4674 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4675                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4676 {
4677         u64 min_amount, amount = 0;
4678
4679         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4680
4681         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4682         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4683
4684         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4685                 amount = min_amount;
4686         else {
4687                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4688
4689                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4690                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4691                         cfs_b->runtime -= amount;
4692                         cfs_b->idle = 0;
4693                 }
4694         }
4695
4696         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4697
4698         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4699 }
4700
4701 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4702 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4703 {
4704         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4705         int ret;
4706
4707         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4708         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4709         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4710
4711         return ret;
4712 }
4713
4714 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4715 {
4716         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4717         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4718
4719         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4720                 return;
4721
4722         if (cfs_rq->throttled)
4723                 return;
4724         /*
4725          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4726          * hierarchy can be throttled
4727          */
4728         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4729                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4730 }
4731
4732 static __always_inline
4733 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4734 {
4735         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4736                 return;
4737
4738         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4739 }
4740
4741 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4742 {
4743         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4744 }
4745
4746 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4747 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4748 {
4749         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4750 }
4751
4752 /*
4753  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4754  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4755  * load-balance operations.
4756  */
4757 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4758                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4759 {
4760         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4761
4762         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4763         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4764
4765         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4766                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4767 }
4768
4769 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4770 {
4771         struct rq *rq = data;
4772         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4773
4774         cfs_rq->throttle_count--;
4775         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4776                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4777                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4778
4779                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
4780                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq) || cfs_rq->nr_running)
4781                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4782         }
4783
4784         return 0;
4785 }
4786
4787 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4788 {
4789         struct rq *rq = data;
4790         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4791
4792         /* group is entering throttled state, stop time */
4793         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4794                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4795                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4796         }
4797         cfs_rq->throttle_count++;
4798
4799         return 0;
4800 }
4801
4802 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4803 {
4804         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4805         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4806         struct sched_entity *se;
4807         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4808
4809         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4810         /* This will start the period timer if necessary */
4811         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4812                 /*
4813                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4814                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4815                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4816                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4817                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4818                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4819                  */
4820                 dequeue = 0;
4821         } else {
4822                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
4823                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4824         }
4825         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4826
4827         if (!dequeue)
4828                 return false;  /* Throttle no longer required. */
4829
4830         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4831
4832         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4833         rcu_read_lock();
4834         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4835         rcu_read_unlock();
4836
4837         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4838         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4839         for_each_sched_entity(se) {
4840                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4841                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4842                 if (!se->on_rq)
4843                         goto done;
4844
4845                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4846
4847                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
4848                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4849
4850                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4851                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4852
4853                 if (qcfs_rq->load.weight) {
4854                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4855                         se = parent_entity(se);
4856                         break;
4857                 }
4858         }
4859
4860         for_each_sched_entity(se) {
4861                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4862                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4863                 if (!se->on_rq)
4864                         goto done;
4865
4866                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
4867                 se_update_runnable(se);
4868
4869                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
4870                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4871
4872                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4873                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4874         }
4875
4876         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4877         sub_nr_running(rq, task_delta);
4878
4879 done:
4880         /*
4881          * Note: distribution will already see us throttled via the
4882          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
4883          */
4884         cfs_rq->throttled = 1;
4885         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4886         return true;
4887 }
4888
4889 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4890 {
4891         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4892         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4893         struct sched_entity *se;
4894         long task_delta, idle_task_delta;
4895
4896         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4897
4898         cfs_rq->throttled = 0;
4899
4900         update_rq_clock(rq);
4901
4902         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4903         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4904         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4905         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4906
4907         /* update hierarchical throttle state */
4908         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4909
4910         if (!cfs_rq->load.weight)
4911                 return;
4912
4913         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4914         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4915         for_each_sched_entity(se) {
4916                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4917
4918                 if (se->on_rq)
4919                         break;
4920                 enqueue_entity(qcfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4921
4922                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
4923                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4924
4925                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4926                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4927
4928                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4929                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
4930                         goto unthrottle_throttle;
4931         }
4932
4933         for_each_sched_entity(se) {
4934                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4935
4936                 update_load_avg(qcfs_rq, se, UPDATE_TG);
4937                 se_update_runnable(se);
4938
4939                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
4940                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4941
4942                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4943                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4944
4945                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4946                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
4947                         goto unthrottle_throttle;
4948
4949                 /*
4950                  * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
4951                  * list. Add it back to not break the leaf list.
4952                  */
4953                 if (throttled_hierarchy(qcfs_rq))
4954                         list_add_leaf_cfs_rq(qcfs_rq);
4955         }
4956
4957         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4958         add_nr_running(rq, task_delta);
4959
4960 unthrottle_throttle:
4961         /*
4962          * The cfs_rq_throttled() breaks in the above iteration can result in
4963          * incomplete leaf list maintenance, resulting in triggering the
4964          * assertion below.
4965          */
4966         for_each_sched_entity(se) {
4967                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4968
4969                 if (list_add_leaf_cfs_rq(qcfs_rq))
4970                         break;
4971         }
4972
4973         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4974
4975         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4976         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4977                 resched_curr(rq);
4978 }
4979
4980 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4981 {
4982         struct cfs_rq *cfs_rq;
4983         u64 runtime, remaining = 1;
4984
4985         rcu_read_lock();
4986         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4987                                 throttled_list) {
4988                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4989                 struct rq_flags rf;
4990
4991                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4992                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4993                         goto next;
4994
4995                 /* By the above check, this should never be true */
4996                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4997
4998                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4999                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
5000                 if (runtime > cfs_b->runtime)
5001                         runtime = cfs_b->runtime;
5002                 cfs_b->runtime -= runtime;
5003                 remaining = cfs_b->runtime;
5004                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5005
5006                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
5007
5008                 /* we check whether we're throttled above */
5009                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
5010                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5011
5012 next:
5013                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5014
5015                 if (!remaining)
5016                         break;
5017         }
5018         rcu_read_unlock();
5019 }
5020
5021 /*
5022  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
5023  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
5024  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
5025  * used to track this state.
5026  */
5027 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
5028 {
5029         int throttled;
5030
5031         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
5032         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5033                 goto out_deactivate;
5034
5035         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5036         cfs_b->nr_periods += overrun;
5037
5038         /* Refill extra burst quota even if cfs_b->idle */
5039         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5040
5041         /*
5042          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
5043          * we're going inactive then everything else can be deferred
5044          */
5045         if (cfs_b->idle && !throttled)
5046                 goto out_deactivate;
5047
5048         if (!throttled) {
5049                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
5050                 cfs_b->idle = 1;
5051                 return 0;
5052         }
5053
5054         /* account preceding periods in which throttling occurred */
5055         cfs_b->nr_throttled += overrun;
5056
5057         /*
5058          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
5059          */
5060         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
5061                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5062                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
5063                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5064                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5065
5066                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5067         }
5068
5069         /*
5070          * While we are ensured activity in the period following an
5071          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
5072          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
5073          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
5074          */
5075         cfs_b->idle = 0;
5076
5077         return 0;
5078
5079 out_deactivate:
5080         return 1;
5081 }
5082
5083 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
5084 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
5085 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5086 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5087 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5088 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5089
5090 /*
5091  * Are we near the end of the current quota period?
5092  *
5093  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5094  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5095  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5096  */
5097 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5098 {
5099         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5100         u64 remaining;
5101
5102         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5103         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5104                 return 1;
5105
5106         /* is a quota refresh about to occur? */
5107         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5108         if (remaining < min_expire)
5109                 return 1;
5110
5111         return 0;
5112 }
5113
5114 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5115 {
5116         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5117
5118         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5119         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5120                 return;
5121
5122         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5123         if (cfs_b->slack_started)
5124                 return;
5125         cfs_b->slack_started = true;
5126
5127         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5128                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5129                         HRTIMER_MODE_REL);
5130 }
5131
5132 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5133 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5134 {
5135         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5136         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5137
5138         if (slack_runtime <= 0)
5139                 return;
5140
5141         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5142         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5143                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5144
5145                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5146                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5147                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5148                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5149         }
5150         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5151
5152         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5153         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5154 }
5155
5156 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5157 {
5158         if (!cfs_bandwidth_used())
5159                 return;
5160
5161         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5162                 return;
5163
5164         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5165 }
5166
5167 /*
5168  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5169  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5170  */
5171 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5172 {
5173         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5174         unsigned long flags;
5175
5176         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5177         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5178         cfs_b->slack_started = false;
5179
5180         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5181                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5182                 return;
5183         }
5184
5185         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5186                 runtime = cfs_b->runtime;
5187
5188         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5189
5190         if (!runtime)
5191                 return;
5192
5193         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5194 }
5195
5196 /*
5197  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5198  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5199  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
5200  */
5201 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5202 {
5203         if (!cfs_bandwidth_used())
5204                 return;
5205
5206         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5207         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5208                 return;
5209
5210         /* ensure the group is not already throttled */
5211         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5212                 return;
5213
5214         /* update runtime allocation */
5215         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5216         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5217                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5218 }
5219
5220 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5221 {
5222         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5223
5224         if (!cfs_bandwidth_used())
5225                 return;
5226
5227         if (!tg->parent)
5228                 return;
5229
5230         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5231         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5232
5233         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5234         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
5235 }
5236
5237 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5238 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5239 {
5240         if (!cfs_bandwidth_used())
5241                 return false;
5242
5243         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5244                 return false;
5245
5246         /*
5247          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5248          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5249          */
5250         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5251                 return true;
5252
5253         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5254 }
5255
5256 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5257 {
5258         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5259                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5260
5261         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5262
5263         return HRTIMER_NORESTART;
5264 }
5265
5266 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5267
5268 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5269 {
5270         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5271                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5272         unsigned long flags;
5273         int overrun;
5274         int idle = 0;
5275         int count = 0;
5276
5277         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5278         for (;;) {
5279                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5280                 if (!overrun)
5281                         break;
5282
5283                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5284
5285                 if (++count > 3) {
5286                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5287
5288                         /*
5289                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5290                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5291                          * to fail.
5292                          */
5293                         new = old * 2;
5294                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5295                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5296                                 cfs_b->quota *= 2;
5297                                 cfs_b->burst *= 2;
5298
5299                                 pr_warn_ratelimited(
5300         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5301                                         smp_processor_id(),
5302                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5303                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5304                         } else {
5305                                 pr_warn_ratelimited(
5306         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5307                                         smp_processor_id(),
5308                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5309                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5310                         }
5311
5312                         /* reset count so we don't come right back in here */
5313                         count = 0;
5314                 }
5315         }
5316         if (idle)
5317                 cfs_b->period_active = 0;
5318         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5319
5320         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5321 }
5322
5323 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5324 {
5325         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5326         cfs_b->runtime = 0;
5327         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5328         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5329         cfs_b->burst = 0;
5330
5331         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5332         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5333         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5334         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5335         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5336         cfs_b->slack_started = false;
5337 }
5338
5339 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5340 {
5341         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5342         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5343 }
5344
5345 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5346 {
5347         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5348
5349         if (cfs_b->period_active)
5350                 return;
5351
5352         cfs_b->period_active = 1;
5353         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5354         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5355 }
5356
5357 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5358 {
5359         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5360         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5361                 return;
5362
5363         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5364         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5365 }
5366
5367 /*
5368  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5369  *
5370  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5371  * bits doesn't do much.
5372  */
5373
5374 /* cpu online callback */
5375 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5376 {
5377         struct task_group *tg;
5378
5379         lockdep_assert_rq_held(rq);
5380
5381         rcu_read_lock();
5382         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5383                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5384                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5385
5386                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5387                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5388                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5389         }
5390         rcu_read_unlock();
5391 }
5392
5393 /* cpu offline callback */
5394 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5395 {
5396         struct task_group *tg;
5397
5398         lockdep_assert_rq_held(rq);
5399
5400         rcu_read_lock();
5401         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5402                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5403
5404                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5405                         continue;
5406
5407                 /*
5408                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5409                  * there's some valid quota amount
5410                  */
5411                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5412                 /*
5413                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5414                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5415                  */
5416                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5417
5418                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5419                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5420         }
5421         rcu_read_unlock();
5422 }
5423
5424 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5425
5426 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5427 {
5428         return false;
5429 }
5430
5431 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5432 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5433 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5434 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5435 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5436
5437 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5438 {
5439         return 0;
5440 }
5441
5442 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5443 {
5444         return 0;
5445 }
5446
5447 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5448                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5449 {
5450         return 0;
5451 }
5452
5453 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5454
5455 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5456 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5457 #endif
5458
5459 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5460 {
5461         return NULL;
5462 }
5463 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5464 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5465 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5466
5467 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5468
5469 /**************************************************
5470  * CFS operations on tasks:
5471  */
5472
5473 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5474 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5475 {
5476         struct sched_entity *se = &p->se;
5477         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5478
5479         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5480
5481         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5482                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5483                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5484                 s64 delta = slice - ran;
5485
5486                 if (delta < 0) {
5487                         if (task_current(rq, p))
5488                                 resched_curr(rq);
5489                         return;
5490                 }
5491                 hrtick_start(rq, delta);
5492         }
5493 }
5494
5495 /*
5496  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5497  * current task is from our class and nr_running is low enough
5498  * to matter.
5499  */
5500 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5501 {
5502         struct task_struct *curr = rq->curr;
5503
5504         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5505                 return;
5506
5507         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5508                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5509 }
5510 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5511 static inline void
5512 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5513 {
5514 }
5515
5516 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5517 {
5518 }
5519 #endif
5520
5521 #ifdef CONFIG_SMP
5522 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5523
5524 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5525 {
5526         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5527 }
5528
5529 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5530 {
5531         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5532                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5533                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5534         }
5535 }
5536 #else
5537 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5538 #endif
5539
5540 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5541 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5542 {
5543         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5544                         rq->nr_running);
5545 }
5546
5547 #ifdef CONFIG_SMP
5548 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5549 {
5550         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5551 }
5552 #endif
5553
5554 /*
5555  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5556  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5557  * then put the task into the rbtree:
5558  */
5559 static void
5560 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5561 {
5562         struct cfs_rq *cfs_rq;
5563         struct sched_entity *se = &p->se;
5564         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5565         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5566
5567         /*
5568          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5569          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5570          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5571          * estimated utilization, before we update schedutil.
5572          */
5573         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5574
5575         /*
5576          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5577          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5578          * passed.
5579          */
5580         if (p->in_iowait)
5581                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5582
5583         for_each_sched_entity(se) {
5584                 if (se->on_rq)
5585                         break;
5586                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5587                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5588
5589                 cfs_rq->h_nr_running++;
5590                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5591
5592                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5593                         idle_h_nr_running = 1;
5594
5595                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5596                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5597                         goto enqueue_throttle;
5598
5599                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5600         }
5601
5602         for_each_sched_entity(se) {
5603                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5604
5605                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5606                 se_update_runnable(se);
5607                 update_cfs_group(se);
5608
5609                 cfs_rq->h_nr_running++;
5610                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5611
5612                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5613                         idle_h_nr_running = 1;
5614
5615                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5616                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5617                         goto enqueue_throttle;
5618
5619                /*
5620                 * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5621                 * list. Add it back to not break the leaf list.
5622                 */
5623                if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5624                        list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5625         }
5626
5627         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5628         add_nr_running(rq, 1);
5629
5630         /*
5631          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5632          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5633          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5634          * result in the load balancer ruining all the task placement
5635          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5636          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5637          * overutilized flag detection.
5638          *
5639          * A better way of solving this problem would be to wait for
5640          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5641          * into account, but that is not straightforward to implement,
5642          * and the following generally works well enough in practice.
5643          */
5644         if (!task_new)
5645                 update_overutilized_status(rq);
5646
5647 enqueue_throttle:
5648         if (cfs_bandwidth_used()) {
5649                 /*
5650                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5651                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5652                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5653                  * below.
5654                  */
5655                 for_each_sched_entity(se) {
5656                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5657
5658                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5659                                 break;
5660                 }
5661         }
5662
5663         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5664
5665         hrtick_update(rq);
5666 }
5667
5668 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5669
5670 /*
5671  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5672  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5673  * update the fair scheduling stats:
5674  */
5675 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5676 {
5677         struct cfs_rq *cfs_rq;
5678         struct sched_entity *se = &p->se;
5679         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5680         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5681         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5682
5683         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
5684
5685         for_each_sched_entity(se) {
5686                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5687                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5688
5689                 cfs_rq->h_nr_running--;
5690                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5691
5692                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5693                         idle_h_nr_running = 1;
5694
5695                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5696                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5697                         goto dequeue_throttle;
5698
5699                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5700                 if (cfs_rq->load.weight) {
5701                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5702                         se = parent_entity(se);
5703                         /*
5704                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5705                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5706                          */
5707                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5708                                 set_next_buddy(se);
5709                         break;
5710                 }
5711                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5712         }
5713
5714         for_each_sched_entity(se) {
5715                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5716
5717                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5718                 se_update_runnable(se);
5719                 update_cfs_group(se);
5720
5721                 cfs_rq->h_nr_running--;
5722                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5723
5724                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5725                         idle_h_nr_running = 1;
5726
5727                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5728                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5729                         goto dequeue_throttle;
5730
5731         }
5732
5733         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5734         sub_nr_running(rq, 1);
5735
5736         /* balance early to pull high priority tasks */
5737         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5738                 rq->next_balance = jiffies;
5739
5740 dequeue_throttle:
5741         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
5742         hrtick_update(rq);
5743 }
5744
5745 #ifdef CONFIG_SMP
5746
5747 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5748 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5749 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5750
5751 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5752
5753 static struct {
5754         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5755         atomic_t nr_cpus;
5756         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5757         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5758         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5759 } nohz ____cacheline_aligned;
5760
5761 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5762
5763 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5764 {
5765         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5766 }
5767
5768 /*
5769  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5770  * @cpu: the CPU which load is requested
5771  * @p: the task which load should be discounted
5772  *
5773  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5774  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5775  * CPU.
5776  *
5777  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5778  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5779  * load.
5780  */
5781 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5782 {
5783         struct cfs_rq *cfs_rq;
5784         unsigned int load;
5785
5786         /* Task has no contribution or is new */
5787         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5788                 return cpu_load(rq);
5789
5790         cfs_rq = &rq->cfs;
5791         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5792
5793         /* Discount task's util from CPU's util */
5794         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5795
5796         return load;
5797 }
5798
5799 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5800 {
5801         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5802 }
5803
5804 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5805 {
5806         struct cfs_rq *cfs_rq;
5807         unsigned int runnable;
5808
5809         /* Task has no contribution or is new */
5810         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5811                 return cpu_runnable(rq);
5812
5813         cfs_rq = &rq->cfs;
5814         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5815
5816         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5817         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5818
5819         return runnable;
5820 }
5821
5822 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5823 {
5824         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5825 }
5826
5827 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5828 {
5829         /*
5830          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5831          * jiffy will not have built up many flips.
5832          */
5833         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5834                 current->wakee_flips >>= 1;
5835                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5836         }
5837
5838         if (current->last_wakee != p) {
5839                 current->last_wakee = p;
5840                 current->wakee_flips++;
5841         }
5842 }
5843
5844 /*
5845  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5846  *
5847  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5848  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5849  *
5850  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5851  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5852  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5853  *
5854  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5855  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5856  *
5857  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5858  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5859  * socket size.
5860  */
5861 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5862 {
5863         unsigned int master = current->wakee_flips;
5864         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5865         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
5866
5867         if (master < slave)
5868                 swap(master, slave);
5869         if (slave < factor || master < slave * factor)
5870                 return 0;
5871         return 1;
5872 }
5873
5874 /*
5875  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5876  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5877  * CPU.
5878  *
5879  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5880  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5881  *
5882  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5883  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5884  *                        for the overloaded case.
5885  */
5886 static int
5887 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5888 {
5889         /*
5890          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5891          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5892          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5893          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5894          *
5895          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5896          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5897          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5898          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5899          * on one CPU.
5900          */
5901         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5902                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5903
5904         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5905                 return this_cpu;
5906
5907         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
5908                 return prev_cpu;
5909
5910         return nr_cpumask_bits;
5911 }
5912
5913 static int
5914 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5915                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5916 {
5917         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5918         unsigned long task_load;
5919
5920         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
5921
5922         if (sync) {
5923                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5924
5925                 if (current_load > this_eff_load)
5926                         return this_cpu;
5927
5928                 this_eff_load -= current_load;
5929         }
5930
5931         task_load = task_h_load(p);
5932
5933         this_eff_load += task_load;
5934         if (sched_feat(WA_BIAS))
5935                 this_eff_load *= 100;
5936         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5937
5938         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
5939         prev_eff_load -= task_load;
5940         if (sched_feat(WA_BIAS))
5941                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5942         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5943
5944         /*
5945          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5946          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5947          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5948          * idle.
5949          */
5950         if (sync)
5951                 prev_eff_load += 1;
5952
5953         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5954 }
5955
5956 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5957                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5958 {
5959         int target = nr_cpumask_bits;
5960
5961         if (sched_feat(WA_IDLE))
5962                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5963
5964         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5965                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5966
5967         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5968         if (target == nr_cpumask_bits)
5969                 return prev_cpu;
5970
5971         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5972         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5973         return target;
5974 }
5975
5976 static struct sched_group *
5977 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
5978
5979 /*
5980  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5981  */
5982 static int
5983 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5984 {
5985         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5986         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5987         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5988         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5989         int shallowest_idle_cpu = -1;
5990         int i;
5991
5992         /* Check if we have any choice: */
5993         if (group->group_weight == 1)
5994                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5995
5996         /* Traverse only the allowed CPUs */
5997         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5998                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
5999
6000                 if (!sched_core_cookie_match(rq, p))
6001                         continue;
6002
6003                 if (sched_idle_cpu(i))
6004                         return i;
6005
6006                 if (available_idle_cpu(i)) {
6007                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
6008                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
6009                                 /*
6010                                  * We give priority to a CPU whose idle state
6011                                  * has the smallest exit latency irrespective
6012                                  * of any idle timestamp.
6013                                  */
6014                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
6015                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6016                                 shallowest_idle_cpu = i;
6017                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
6018                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
6019                                 /*
6020                                  * If equal or no active idle state, then
6021                                  * the most recently idled CPU might have
6022                                  * a warmer cache.
6023                                  */
6024                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6025                                 shallowest_idle_cpu = i;
6026                         }
6027                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
6028                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
6029                         if (load < min_load) {
6030                                 min_load = load;
6031                                 least_loaded_cpu = i;
6032                         }
6033                 }
6034         }
6035
6036         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
6037 }
6038
6039 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6040                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
6041 {
6042         int new_cpu = cpu;
6043
6044         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
6045                 return prev_cpu;
6046
6047         /*
6048          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
6049          * prev_cpu's last_update_time.
6050          */
6051         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
6052                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6053
6054         while (sd) {
6055                 struct sched_group *group;
6056                 struct sched_domain *tmp;
6057                 int weight;
6058
6059                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6060                         sd = sd->child;
6061                         continue;
6062                 }
6063
6064                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
6065                 if (!group) {
6066                         sd = sd->child;
6067                         continue;
6068                 }
6069
6070                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
6071                 if (new_cpu == cpu) {
6072                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
6073                         sd = sd->child;
6074                         continue;
6075                 }
6076
6077                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
6078                 cpu = new_cpu;
6079                 weight = sd->span_weight;
6080                 sd = NULL;
6081                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6082                         if (weight <= tmp->span_weight)
6083                                 break;
6084                         if (tmp->flags & sd_flag)
6085                                 sd = tmp;
6086                 }
6087         }
6088
6089         return new_cpu;
6090 }
6091
6092 static inline int __select_idle_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
6093 {
6094         if ((available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu)) &&
6095             sched_cpu_cookie_match(cpu_rq(cpu), p))
6096                 return cpu;
6097
6098         return -1;
6099 }
6100
6101 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6102 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
6103 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
6104
6105 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6106 {
6107         struct sched_domain_shared *sds;
6108
6109         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6110         if (sds)
6111                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
6112 }
6113
6114 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6115 {
6116         struct sched_domain_shared *sds;
6117
6118         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6119         if (sds)
6120                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6121
6122         return def;
6123 }
6124
6125 /*
6126  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6127  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6128  *
6129  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6130  * state should be fairly cheap.
6131  */
6132 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6133 {
6134         int core = cpu_of(rq);
6135         int cpu;
6136
6137         rcu_read_lock();
6138         if (test_idle_cores(core, true))
6139                 goto unlock;
6140
6141         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6142                 if (cpu == core)
6143                         continue;
6144
6145                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6146                         goto unlock;
6147         }
6148
6149         set_idle_cores(core, 1);
6150 unlock:
6151         rcu_read_unlock();
6152 }
6153
6154 /*
6155  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6156  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6157  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6158  */
6159 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6160 {
6161         bool idle = true;
6162         int cpu;
6163
6164         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6165                 return __select_idle_cpu(core, p);
6166
6167         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6168                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6169                         idle = false;
6170                         if (*idle_cpu == -1) {
6171                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
6172                                         *idle_cpu = cpu;
6173                                         break;
6174                                 }
6175                                 continue;
6176                         }
6177                         break;
6178                 }
6179                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6180                         *idle_cpu = cpu;
6181         }
6182
6183         if (idle)
6184                 return core;
6185
6186         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6187         return -1;
6188 }
6189
6190 /*
6191  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6192  */
6193 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6194 {
6195         int cpu;
6196
6197         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6198                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
6199                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6200                         continue;
6201                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6202                         return cpu;
6203         }
6204
6205         return -1;
6206 }
6207
6208 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6209
6210 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6211 {
6212 }
6213
6214 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6215 {
6216         return def;
6217 }
6218
6219 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6220 {
6221         return __select_idle_cpu(core, p);
6222 }
6223
6224 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6225 {
6226         return -1;
6227 }
6228
6229 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6230
6231 /*
6232  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6233  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6234  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6235  */
6236 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
6237 {
6238         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6239         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
6240         struct rq *this_rq = this_rq();
6241         int this = smp_processor_id();
6242         struct sched_domain *this_sd;
6243         u64 time = 0;
6244
6245         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6246         if (!this_sd)
6247                 return -1;
6248
6249         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6250
6251         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6252                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
6253                 unsigned long now = jiffies;
6254
6255                 /*
6256                  * If we're busy, the assumption that the last idle period
6257                  * predicts the future is flawed; age away the remaining
6258                  * predicted idle time.
6259                  */
6260                 if (unlikely(this_rq->wake_stamp < now)) {
6261                         while (this_rq->wake_stamp < now && this_rq->wake_avg_idle) {
6262                                 this_rq->wake_stamp++;
6263                                 this_rq->wake_avg_idle >>= 1;
6264                         }
6265                 }
6266
6267                 avg_idle = this_rq->wake_avg_idle;
6268                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6269
6270                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6271                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6272                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6273                 else
6274                         nr = 4;
6275
6276                 time = cpu_clock(this);
6277         }
6278
6279         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target + 1) {
6280                 if (has_idle_core) {
6281                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
6282                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6283                                 return i;
6284
6285                 } else {
6286                         if (!--nr)
6287                                 return -1;
6288                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu, p);
6289                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
6290                                 break;
6291                 }
6292         }
6293
6294         if (has_idle_core)
6295                 set_idle_cores(target, false);
6296
6297         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6298                 time = cpu_clock(this) - time;
6299
6300                 /*
6301                  * Account for the scan cost of wakeups against the average
6302                  * idle time.
6303                  */
6304                 this_rq->wake_avg_idle -= min(this_rq->wake_avg_idle, time);
6305
6306                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6307         }
6308
6309         return idle_cpu;
6310 }
6311
6312 /*
6313  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6314  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6315  * maximize capacity.
6316  */
6317 static int
6318 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6319 {
6320         unsigned long task_util, best_cap = 0;
6321         int cpu, best_cpu = -1;
6322         struct cpumask *cpus;
6323
6324         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6325         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6326
6327         task_util = uclamp_task_util(p);
6328
6329         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6330                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6331
6332                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6333                         continue;
6334                 if (fits_capacity(task_util, cpu_cap))
6335                         return cpu;
6336
6337                 if (cpu_cap > best_cap) {
6338                         best_cap = cpu_cap;
6339                         best_cpu = cpu;
6340                 }
6341         }
6342
6343         return best_cpu;
6344 }
6345
6346 static inline bool asym_fits_capacity(int task_util, int cpu)
6347 {
6348         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6349                 return fits_capacity(task_util, capacity_of(cpu));
6350
6351         return true;
6352 }
6353
6354 /*
6355  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6356  */
6357 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6358 {
6359         bool has_idle_core = false;
6360         struct sched_domain *sd;
6361         unsigned long task_util;
6362         int i, recent_used_cpu;
6363
6364         /*
6365          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6366          * that the task fits with cpu's capacity.
6367          */
6368         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6369                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6370                 task_util = uclamp_task_util(p);
6371         }
6372
6373         /*
6374          * per-cpu select_idle_mask usage
6375          */
6376         lockdep_assert_irqs_disabled();
6377
6378         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6379             asym_fits_capacity(task_util, target))
6380                 return target;
6381
6382         /*
6383          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6384          */
6385         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6386             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6387             asym_fits_capacity(task_util, prev))
6388                 return prev;
6389
6390         /*
6391          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6392          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6393          * The assumption is that the wakee queued work for the
6394          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6395          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6396          * pattern is IO completions.
6397          */
6398         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6399             prev == smp_processor_id() &&
6400             this_rq()->nr_running <= 1) {
6401                 return prev;
6402         }
6403
6404         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6405         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6406         p->recent_used_cpu = prev;
6407         if (recent_used_cpu != prev &&
6408             recent_used_cpu != target &&
6409             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6410             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6411             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6412             asym_fits_capacity(task_util, recent_used_cpu)) {
6413                 /*
6414                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6415                  * candidate for the next wake:
6416                  */
6417                 p->recent_used_cpu = prev;
6418                 return recent_used_cpu;
6419         }
6420
6421         /*
6422          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6423          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6424          */
6425         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6426                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6427                 /*
6428                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6429                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6430                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6431                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6432                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6433                  * capacity path.
6434                  */
6435                 if (sd) {
6436                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6437                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6438                 }
6439         }
6440
6441         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6442         if (!sd)
6443                 return target;
6444
6445         if (sched_smt_active()) {
6446                 has_idle_core = test_idle_cores(target, false);
6447
6448                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
6449                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
6450                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6451                                 return i;
6452                 }
6453         }
6454
6455         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
6456         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6457                 return i;
6458
6459         return target;
6460 }
6461
6462 /**
6463  * cpu_util - Estimates the amount of capacity of a CPU used by CFS tasks.
6464  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6465  *
6466  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6467  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6468  * (ie cpu_capacity).
6469  *
6470  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6471  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6472  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6473  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6474  * (arch_scale_freq_capacity()).
6475  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6476  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6477  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6478  *
6479  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6480  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6481  * currently RUNNABLE on that CPU.
6482  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6483  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6484  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6485  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6486  *
6487  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6488  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6489  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6490  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6491  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6492  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6493  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6494  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6495  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6496  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6497  *
6498  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6499  */
6500 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6501 {
6502         struct cfs_rq *cfs_rq;
6503         unsigned int util;
6504
6505         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6506         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6507
6508         if (sched_feat(UTIL_EST))
6509                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6510
6511         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6512 }
6513
6514 /*
6515  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6516  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6517  * @p: the task which utilization should be discounted
6518  *
6519  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6520  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6521  * execution on that CPU.
6522  *
6523  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6524  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6525  * contributing to the CPU utilization.
6526  */
6527 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6528 {
6529         struct cfs_rq *cfs_rq;
6530         unsigned int util;
6531
6532         /* Task has no contribution or is new */
6533         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6534                 return cpu_util(cpu);
6535
6536         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6537         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6538
6539         /* Discount task's util from CPU's util */
6540         lsub_positive(&util, task_util(p));
6541
6542         /*
6543          * Covered cases:
6544          *
6545          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6546          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6547          *    and thus we return:
6548          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6549          *
6550          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6551          *    IDLE, then:
6552          *      cpu_util >= task_util
6553          *      cpu_util > util_est (== 0)
6554          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6555          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6556          *
6557          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6558          *      util_est > cpu_util
6559          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6560          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6561          *    considering the expected utilization of tasks already
6562          *    runnable on that CPU.
6563          *
6564          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6565          * covered by the following code when estimated utilization is
6566          * enabled.
6567          */
6568         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6569                 unsigned int estimated =
6570                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6571
6572                 /*
6573                  * Despite the following checks we still have a small window
6574                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6575                  * races with LB's detach_task():
6576                  *
6577                  *   detach_task()
6578                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6579                  *     ---------------------------------- A
6580                  *     deactivate_task()                   \
6581                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6582                  *         util_est_dequeue()              /
6583                  *     ---------------------------------- B
6584                  *
6585                  * The additional check on "current == p" it's required to
6586                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6587                  * reducing the chances for the above race.
6588                  */
6589                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6590                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6591
6592                 util = max(util, estimated);
6593         }
6594
6595         /*
6596          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6597          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6598          * the cpu_util call.
6599          */
6600         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6601 }
6602
6603 /*
6604  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6605  * to @dst_cpu.
6606  */
6607 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6608 {
6609         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6610         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6611
6612         /*
6613          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6614          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6615          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6616          * util_avg should already be correct.
6617          */
6618         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6619                 lsub_positive(&util, task_util(p));
6620         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6621                 util += task_util(p);
6622
6623         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6624                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6625
6626                 /*
6627                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6628                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6629                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6630                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6631                  */
6632                 if (dst_cpu == cpu)
6633                         util_est += _task_util_est(p);
6634
6635                 util = max(util, util_est);
6636         }
6637
6638         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6639 }
6640
6641 /*
6642  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6643  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6644  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6645  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6646  * task.
6647  */
6648 static long
6649 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6650 {
6651         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6652         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6653         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6654         unsigned long _cpu_cap = cpu_cap;
6655         int cpu;
6656
6657         _cpu_cap -= arch_scale_thermal_pressure(cpumask_first(pd_mask));
6658
6659         /*
6660          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6661          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6662          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6663          * instead of the rd span.
6664          *
6665          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6666          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6667          */
6668         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6669                 unsigned long util_freq = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6670                 unsigned long cpu_util, util_running = util_freq;
6671                 struct task_struct *tsk = NULL;
6672
6673                 /*
6674                  * When @p is placed on @cpu:
6675                  *
6676                  * util_running = max(cpu_util, cpu_util_est) +
6677                  *                max(task_util, _task_util_est)
6678                  *
6679                  * while cpu_util_next is: max(cpu_util + task_util,
6680                  *                             cpu_util_est + _task_util_est)
6681                  */
6682                 if (cpu == dst_cpu) {
6683                         tsk = p;
6684                         util_running =
6685                                 cpu_util_next(cpu, p, -1) + task_util_est(p);
6686                 }
6687
6688                 /*
6689                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6690                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6691                  * is already enough to scale the EM reported power
6692                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6693                  */
6694                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_running, cpu_cap,
6695                                               ENERGY_UTIL, NULL);
6696
6697                 sum_util += min(cpu_util, _cpu_cap);
6698
6699                 /*
6700                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6701                  * must be considered since it affects the selection
6702                  * of the performance domain frequency.
6703                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6704                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6705                  */
6706                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_freq, cpu_cap,
6707                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6708                 max_util = max(max_util, min(cpu_util, _cpu_cap));
6709         }
6710
6711         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util, _cpu_cap);
6712 }
6713
6714 /*
6715  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6716  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6717  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6718  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6719  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6720  *
6721  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6722  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6723  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6724  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6725  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6726  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6727  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6728  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6729  * the best candidates of the performance domain.
6730  *
6731  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6732  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6733  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6734  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6735  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6736  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6737  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6738  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6739  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6740  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6741  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6742  *
6743  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6744  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6745  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6746  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6747  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6748  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6749  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6750  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6751  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6752  */
6753 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6754 {
6755         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6756         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6757         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu, target = -1;
6758         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6759         struct sched_domain *sd;
6760         struct perf_domain *pd;
6761
6762         rcu_read_lock();
6763         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6764         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6765                 goto unlock;
6766
6767         /*
6768          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6769          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6770          */
6771         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6772         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6773                 sd = sd->parent;
6774         if (!sd)
6775                 goto unlock;
6776
6777         target = prev_cpu;
6778
6779         sync_entity_load_avg(&p->se);
6780         if (!task_util_est(p))
6781                 goto unlock;
6782
6783         for (; pd; pd = pd->next) {
6784                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6785                 bool compute_prev_delta = false;
6786                 unsigned long base_energy_pd;
6787                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6788
6789                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6790                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6791                                 continue;
6792
6793                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6794                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6795                         spare_cap = cpu_cap;
6796                         lsub_positive(&spare_cap, util);
6797
6798                         /*
6799                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6800                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6801                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6802                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6803                          * aligned with sched_cpu_util().
6804                          */
6805                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6806                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6807                                 continue;
6808
6809                         if (cpu == prev_cpu) {
6810                                 /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6811                                 compute_prev_delta = true;
6812                         } else if (spare_cap > max_spare_cap) {
6813                                 /*
6814                                  * Find the CPU with the maximum spare capacity
6815                                  * in the performance domain.
6816                                  */
6817                                 max_spare_cap = spare_cap;
6818                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6819                         }
6820                 }
6821
6822                 if (max_spare_cap_cpu < 0 && !compute_prev_delta)
6823                         continue;
6824
6825                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6826                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6827                 base_energy += base_energy_pd;
6828
6829                 /* Evaluate the energy impact of using prev_cpu. */
6830                 if (compute_prev_delta) {
6831                         prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6832                         if (prev_delta < base_energy_pd)
6833                                 goto unlock;
6834                         prev_delta -= base_energy_pd;
6835                         best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6836                 }
6837
6838                 /* Evaluate the energy impact of using max_spare_cap_cpu. */
6839                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
6840                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6841                         if (cur_delta < base_energy_pd)
6842                                 goto unlock;
6843                         cur_delta -= base_energy_pd;
6844                         if (cur_delta < best_delta) {
6845                                 best_delta = cur_delta;
6846                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6847                         }
6848                 }
6849         }
6850         rcu_read_unlock();
6851
6852         /*
6853          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6854          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6855          */
6856         if ((prev_delta == ULONG_MAX) ||
6857             (prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6858                 target = best_energy_cpu;
6859
6860         return target;
6861
6862 unlock:
6863         rcu_read_unlock();
6864
6865         return target;
6866 }
6867
6868 /*
6869  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6870  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6871  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6872  *
6873  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6874  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6875  *
6876  * Returns the target CPU number.
6877  */
6878 static int
6879 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
6880 {
6881         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6882         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6883         int cpu = smp_processor_id();
6884         int new_cpu = prev_cpu;
6885         int want_affine = 0;
6886         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
6887         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
6888
6889         /*
6890          * required for stable ->cpus_allowed
6891          */
6892         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
6893         if (wake_flags & WF_TTWU) {
6894                 record_wakee(p);
6895
6896                 if (sched_energy_enabled()) {
6897                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6898                         if (new_cpu >= 0)
6899                                 return new_cpu;
6900                         new_cpu = prev_cpu;
6901                 }
6902
6903                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6904         }
6905
6906         rcu_read_lock();
6907         for_each_domain(cpu, tmp) {
6908                 /*
6909                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6910                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6911                  */
6912                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6913                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6914                         if (cpu != prev_cpu)
6915                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6916
6917                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6918                         break;
6919                 }
6920
6921                 if (tmp->flags & sd_flag)
6922                         sd = tmp;
6923                 else if (!want_affine)
6924                         break;
6925         }
6926
6927         if (unlikely(sd)) {
6928                 /* Slow path */
6929                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6930         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
6931                 /* Fast path */
6932                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6933         }
6934         rcu_read_unlock();
6935
6936         return new_cpu;
6937 }
6938
6939 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6940
6941 /*
6942  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6943  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6944  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6945  */
6946 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6947 {
6948         /*
6949          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6950          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6951          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6952          * the task on the new runqueue.
6953          */
6954         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
6955                 struct sched_entity *se = &p->se;
6956                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6957                 u64 min_vruntime;
6958
6959 #ifndef CONFIG_64BIT
6960                 u64 min_vruntime_copy;
6961
6962                 do {
6963                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6964                         smp_rmb();
6965                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6966                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6967 #else
6968                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6969 #endif
6970
6971                 se->vruntime -= min_vruntime;
6972         }
6973
6974         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6975                 /*
6976                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6977                  * rq->lock and can modify state directly.
6978                  */
6979                 lockdep_assert_rq_held(task_rq(p));
6980                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6981
6982         } else {
6983                 /*
6984                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6985                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6986                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6987                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6988                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6989                  * sounds not bad.
6990                  */
6991                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6992         }
6993
6994         /* Tell new CPU we are migrated */
6995         p->se.avg.last_update_time = 0;
6996
6997         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6998         p->se.exec_start = 0;
6999
7000         update_scan_period(p, new_cpu);
7001 }
7002
7003 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
7004 {
7005         remove_entity_load_avg(&p->se);
7006 }
7007
7008 static int
7009 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7010 {
7011         if (rq->nr_running)
7012                 return 1;
7013
7014         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
7015 }
7016 #endif /* CONFIG_SMP */
7017
7018 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
7019 {
7020         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
7021
7022         /*
7023          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
7024          * to virtual-time in his units.
7025          *
7026          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
7027          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
7028          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
7029          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
7030          * be smaller, again penalizing the lighter task.
7031          *
7032          * This is especially important for buddies when the leftmost
7033          * task is higher priority than the buddy.
7034          */
7035         return calc_delta_fair(gran, se);
7036 }
7037
7038 /*
7039  * Should 'se' preempt 'curr'.
7040  *
7041  *             |s1
7042  *        |s2
7043  *   |s3
7044  *         g
7045  *      |<--->|c
7046  *
7047  *  w(c, s1) = -1
7048  *  w(c, s2) =  0
7049  *  w(c, s3) =  1
7050  *
7051  */
7052 static int
7053 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
7054 {
7055         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
7056
7057         if (vdiff <= 0)
7058                 return -1;
7059
7060         gran = wakeup_gran(se);
7061         if (vdiff > gran)
7062                 return 1;
7063
7064         return 0;
7065 }
7066
7067 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
7068 {
7069         for_each_sched_entity(se) {
7070                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7071                         return;
7072                 if (se_is_idle(se))
7073                         return;
7074                 cfs_rq_of(se)->last = se;
7075         }
7076 }
7077
7078 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
7079 {
7080         for_each_sched_entity(se) {
7081                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7082                         return;
7083                 if (se_is_idle(se))
7084                         return;
7085                 cfs_rq_of(se)->next = se;
7086         }
7087 }
7088
7089 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
7090 {
7091         for_each_sched_entity(se)
7092                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
7093 }
7094
7095 /*
7096  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
7097  */
7098 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
7099 {
7100         struct task_struct *curr = rq->curr;
7101         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
7102         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7103         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
7104         int next_buddy_marked = 0;
7105         int cse_is_idle, pse_is_idle;
7106
7107         if (unlikely(se == pse))
7108                 return;
7109
7110         /*
7111          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
7112          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
7113          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
7114          * next-buddy nomination below.
7115          */
7116         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
7117                 return;
7118
7119         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
7120                 set_next_buddy(pse);
7121                 next_buddy_marked = 1;
7122         }
7123
7124         /*
7125          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
7126          * wake up path.
7127          *
7128          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
7129          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
7130          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
7131          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
7132          * below.
7133          */
7134         if (test_tsk_need_resched(curr))
7135                 return;
7136
7137         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
7138         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
7139             likely(!task_has_idle_policy(p)))
7140                 goto preempt;
7141
7142         /*
7143          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
7144          * is driven by the tick):
7145          */
7146         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
7147                 return;
7148
7149         find_matching_se(&se, &pse);
7150         BUG_ON(!pse);
7151
7152         cse_is_idle = se_is_idle(se);
7153         pse_is_idle = se_is_idle(pse);
7154
7155         /*
7156          * Preempt an idle group in favor of a non-idle group (and don't preempt
7157          * in the inverse case).
7158          */
7159         if (cse_is_idle && !pse_is_idle)
7160                 goto preempt;
7161         if (cse_is_idle != pse_is_idle)
7162                 return;
7163
7164         update_curr(cfs_rq_of(se));
7165         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
7166                 /*
7167                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
7168                  * triggering this preemption.
7169                  */
7170                 if (!next_buddy_marked)
7171                         set_next_buddy(pse);
7172                 goto preempt;
7173         }
7174
7175         return;
7176
7177 preempt:
7178         resched_curr(rq);
7179         /*
7180          * Only set the backward buddy when the current task is still
7181          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
7182          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
7183          * point, either of which can * drop the rq lock.
7184          *
7185          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
7186          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
7187          */
7188         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
7189                 return;
7190
7191         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
7192                 set_last_buddy(se);
7193 }
7194
7195 #ifdef CONFIG_SMP
7196 static struct task_struct *pick_task_fair(struct rq *rq)
7197 {
7198         struct sched_entity *se;
7199         struct cfs_rq *cfs_rq;
7200
7201 again:
7202         cfs_rq = &rq->cfs;
7203         if (!cfs_rq->nr_running)
7204                 return NULL;
7205
7206         do {
7207                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7208
7209                 /* When we pick for a remote RQ, we'll not have done put_prev_entity() */
7210                 if (curr) {
7211                         if (curr->on_rq)
7212                                 update_curr(cfs_rq);
7213                         else
7214                                 curr = NULL;
7215
7216                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
7217                                 goto again;
7218                 }
7219
7220                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7221                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7222         } while (cfs_rq);
7223
7224         return task_of(se);
7225 }
7226 #endif
7227
7228 struct task_struct *
7229 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7230 {
7231         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7232         struct sched_entity *se;
7233         struct task_struct *p;
7234         int new_tasks;
7235
7236 again:
7237         if (!sched_fair_runnable(rq))
7238                 goto idle;
7239
7240 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7241         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7242                 goto simple;
7243
7244         /*
7245          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7246          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7247          *
7248          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7249          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7250          */
7251
7252         do {
7253                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7254
7255                 /*
7256                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7257                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7258                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7259                  * forget we've ever seen it.
7260                  */
7261                 if (curr) {
7262                         if (curr->on_rq)
7263                                 update_curr(cfs_rq);
7264                         else
7265                                 curr = NULL;
7266
7267                         /*
7268                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7269                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7270                          * Therefore the nr_running test will indeed
7271                          * be correct.
7272                          */
7273                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7274                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7275
7276                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7277                                         goto idle;
7278
7279                                 goto simple;
7280                         }
7281                 }
7282
7283                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7284                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7285         } while (cfs_rq);
7286
7287         p = task_of(se);
7288
7289         /*
7290          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7291          * is a different task than we started out with, try and touch the
7292          * least amount of cfs_rqs.
7293          */
7294         if (prev != p) {
7295                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7296
7297                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7298                         int se_depth = se->depth;
7299                         int pse_depth = pse->depth;
7300
7301                         if (se_depth <= pse_depth) {
7302                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7303                                 pse = parent_entity(pse);
7304                         }
7305                         if (se_depth >= pse_depth) {
7306                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7307                                 se = parent_entity(se);
7308                         }
7309                 }
7310
7311                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7312                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7313         }
7314
7315         goto done;
7316 simple:
7317 #endif
7318         if (prev)
7319                 put_prev_task(rq, prev);
7320
7321         do {
7322                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7323                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7324                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7325         } while (cfs_rq);
7326
7327         p = task_of(se);
7328
7329 done: __maybe_unused;
7330 #ifdef CONFIG_SMP
7331         /*
7332          * Move the next running task to the front of
7333          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7334          * one.
7335          */
7336         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7337 #endif
7338
7339         if (hrtick_enabled_fair(rq))
7340                 hrtick_start_fair(rq, p);
7341
7342         update_misfit_status(p, rq);
7343
7344         return p;
7345
7346 idle:
7347         if (!rf)
7348                 return NULL;
7349
7350         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7351
7352         /*
7353          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7354          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7355          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7356          */
7357         if (new_tasks < 0)
7358                 return RETRY_TASK;
7359
7360         if (new_tasks > 0)
7361                 goto again;
7362
7363         /*
7364          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7365          * lost_idle_time of clock_pelt
7366          */
7367         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7368
7369         return NULL;
7370 }
7371
7372 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7373 {
7374         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7375 }
7376
7377 /*
7378  * Account for a descheduled task:
7379  */
7380 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7381 {
7382         struct sched_entity *se = &prev->se;
7383         struct cfs_rq *cfs_rq;
7384
7385         for_each_sched_entity(se) {
7386                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7387                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7388         }
7389 }
7390
7391 /*
7392  * sched_yield() is very simple
7393  *
7394  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7395  */
7396 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7397 {
7398         struct task_struct *curr = rq->curr;
7399         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7400         struct sched_entity *se = &curr->se;
7401
7402         /*
7403          * Are we the only task in the tree?
7404          */
7405         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7406                 return;
7407
7408         clear_buddies(cfs_rq, se);
7409
7410         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7411                 update_rq_clock(rq);
7412                 /*
7413                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7414                  */
7415                 update_curr(cfs_rq);
7416                 /*
7417                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7418                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7419                  * and double the fastpath cost.
7420                  */
7421                 rq_clock_skip_update(rq);
7422         }
7423
7424         set_skip_buddy(se);
7425 }
7426
7427 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7428 {
7429         struct sched_entity *se = &p->se;
7430
7431         /* throttled hierarchies are not runnable */
7432         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7433                 return false;
7434
7435         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7436         set_next_buddy(se);
7437
7438         yield_task_fair(rq);
7439
7440         return true;
7441 }
7442
7443 #ifdef CONFIG_SMP
7444 /**************************************************
7445  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7446  *
7447  * BASICS
7448  *
7449  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7450  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7451  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7452  *
7453  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7454  *
7455  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7456  * W_i,0 is defined as:
7457  *
7458  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7459  *
7460  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7461  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7462  *
7463  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7464  * weight:
7465  *
7466  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7467  *
7468  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7469  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7470  * can also include other factors [XXX].
7471  *
7472  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7473  * directly from (1):
7474  *
7475  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7476  *
7477  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7478  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7479  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7480  *
7481  * [XXX expand on:
7482  *     - infeasible weights;
7483  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7484  *
7485  *
7486  * SCHED DOMAINS
7487  *
7488  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7489  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7490  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7491  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7492  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7493  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7494  * the groups.
7495  *
7496  * This yields:
7497  *
7498  *     log_2 n     1     n
7499  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7500  *     i = 0      2^i   2^i
7501  *                               `- size of each group
7502  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7503  *         |         `- freq
7504  *         `- sum over all levels
7505  *
7506  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7507  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7508  *
7509  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7510  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7511  *
7512  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7513  *
7514  *             log_2 n
7515  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7516  *             k = 0
7517  *
7518  * And you'll find that:
7519  *
7520  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7521  *
7522  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7523  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7524  * of:
7525  *
7526  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7527  *
7528  *
7529  * WORK CONSERVING
7530  *
7531  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7532  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7533  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7534  *
7535  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7536  * time.
7537  *
7538  * [XXX more?]
7539  *
7540  *
7541  * CGROUPS
7542  *
7543  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7544  *
7545  *                                s_k,i
7546  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7547  *                                 S_k
7548  *
7549  * Where
7550  *
7551  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7552  *
7553  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7554  *
7555  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7556  * property.
7557  *
7558  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7559  *      rewrite all of this once again.]
7560  */
7561
7562 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7563
7564 enum fbq_type { regular, remote, all };
7565
7566 /*
7567  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7568  *
7569  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7570  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7571  * group. See update_sd_pick_busiest().
7572  */
7573 enum group_type {
7574         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7575         group_has_spare = 0,
7576         /*
7577          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7578          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7579          */
7580         group_fully_busy,
7581         /*
7582          * SD_ASYM_CPUCAPACITY only: One task doesn't fit with CPU's capacity
7583          * and must be migrated to a more powerful CPU.
7584          */
7585         group_misfit_task,
7586         /*
7587          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7588          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7589          * current CPU.
7590          */
7591         group_asym_packing,
7592         /*
7593          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7594          * from balancing the load across the system.
7595          */
7596         group_imbalanced,
7597         /*
7598          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7599          * tasks.
7600          */
7601         group_overloaded
7602 };
7603
7604 enum migration_type {
7605         migrate_load = 0,
7606         migrate_util,
7607         migrate_task,
7608         migrate_misfit
7609 };
7610
7611 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7612 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7613 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7614 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7615 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
7616
7617 struct lb_env {
7618         struct sched_domain     *sd;
7619
7620         struct rq               *src_rq;
7621         int                     src_cpu;
7622
7623         int                     dst_cpu;
7624         struct rq               *dst_rq;
7625
7626         struct cpumask          *dst_grpmask;
7627         int                     new_dst_cpu;
7628         enum cpu_idle_type      idle;
7629         long                    imbalance;
7630         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7631         struct cpumask          *cpus;
7632
7633         unsigned int            flags;
7634
7635         unsigned int            loop;
7636         unsigned int            loop_break;
7637         unsigned int            loop_max;
7638
7639         enum fbq_type           fbq_type;
7640         enum migration_type     migration_type;
7641         struct list_head        tasks;
7642 };
7643
7644 /*
7645  * Is this task likely cache-hot:
7646  */
7647 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7648 {
7649         s64 delta;
7650
7651         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7652
7653         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7654                 return 0;
7655
7656         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7657                 return 0;
7658
7659         /* SMT siblings share cache */
7660         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7661                 return 0;
7662
7663         /*
7664          * Buddy candidates are cache hot:
7665          */
7666         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7667                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7668                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7669                 return 1;
7670
7671         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7672                 return 1;
7673
7674         /*
7675          * Don't migrate task if the task's cookie does not match
7676          * with the destination CPU's core cookie.
7677          */
7678         if (!sched_core_cookie_match(cpu_rq(env->dst_cpu), p))
7679                 return 1;
7680
7681         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7682                 return 0;
7683
7684         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7685
7686         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7687 }
7688
7689 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7690 /*
7691  * Returns 1, if task migration degrades locality
7692  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7693  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7694  */
7695 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7696 {
7697         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7698         unsigned long src_weight, dst_weight;
7699         int src_nid, dst_nid, dist;
7700
7701         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7702                 return -1;
7703
7704         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7705                 return -1;
7706
7707         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7708         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7709
7710         if (src_nid == dst_nid)
7711                 return -1;
7712
7713         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7714         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7715                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7716                         return 1;
7717                 else
7718                         return -1;
7719         }
7720
7721         /* Encourage migration to the preferred node. */
7722         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7723                 return 0;
7724
7725         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7726         if (env->idle == CPU_IDLE)
7727                 return -1;
7728
7729         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7730         if (numa_group) {
7731                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7732                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7733         } else {
7734                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7735                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7736         }
7737
7738         return dst_weight < src_weight;
7739 }
7740
7741 #else
7742 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7743                                              struct lb_env *env)
7744 {
7745         return -1;
7746 }
7747 #endif
7748
7749 /*
7750  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7751  */
7752 static
7753 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7754 {
7755         int tsk_cache_hot;
7756
7757         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7758
7759         /*
7760          * We do not migrate tasks that are:
7761          * 1) throttled_lb_pair, or
7762          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7763          * 3) running (obviously), or
7764          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7765          */
7766         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7767                 return 0;
7768
7769         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7770         if (kthread_is_per_cpu(p))
7771                 return 0;
7772
7773         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7774                 int cpu;
7775
7776                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7777
7778                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7779
7780                 /*
7781                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7782                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7783                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7784                  *
7785                  * Avoid computing new_dst_cpu
7786                  * - for NEWLY_IDLE
7787                  * - if we have already computed one in current iteration
7788                  * - if it's an active balance
7789                  */
7790                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
7791                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
7792                         return 0;
7793
7794                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7795                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7796                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7797                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7798                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7799                                 break;
7800                         }
7801                 }
7802
7803                 return 0;
7804         }
7805
7806         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
7807         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7808
7809         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7810                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7811                 return 0;
7812         }
7813
7814         /*
7815          * Aggressive migration if:
7816          * 1) active balance
7817          * 2) destination numa is preferred
7818          * 3) task is cache cold, or
7819          * 4) too many balance attempts have failed.
7820          */
7821         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
7822                 return 1;
7823
7824         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7825         if (tsk_cache_hot == -1)
7826                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7827
7828         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7829             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7830                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7831                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7832                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7833                 }
7834                 return 1;
7835         }
7836
7837         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7838         return 0;
7839 }
7840
7841 /*
7842  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7843  */
7844 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7845 {
7846         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7847
7848         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7849         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7850 }
7851
7852 /*
7853  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7854  * part of active balancing operations within "domain".
7855  *
7856  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7857  */
7858 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7859 {
7860         struct task_struct *p;
7861
7862         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7863
7864         list_for_each_entry_reverse(p,
7865                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7866                 if (!can_migrate_task(p, env))
7867                         continue;
7868
7869                 detach_task(p, env);
7870
7871                 /*
7872                  * Right now, this is only the second place where
7873                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7874                  * so we can safely collect stats here rather than
7875                  * inside detach_tasks().
7876                  */
7877                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7878                 return p;
7879         }
7880         return NULL;
7881 }
7882
7883 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7884
7885 /*
7886  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7887  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7888  *
7889  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7890  */
7891 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7892 {
7893         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7894         unsigned long util, load;
7895         struct task_struct *p;
7896         int detached = 0;
7897
7898         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7899
7900         /*
7901          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
7902          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
7903          */
7904         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
7905                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7906                 return 0;
7907         }
7908
7909         if (env->imbalance <= 0)
7910                 return 0;
7911
7912         while (!list_empty(tasks)) {
7913                 /*
7914                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7915                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7916                  */
7917                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7918                         break;
7919
7920                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7921
7922                 env->loop++;
7923                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7924                 if (env->loop > env->loop_max)
7925                         break;
7926
7927                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7928                 if (env->loop > env->loop_break) {
7929                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7930                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7931                         break;
7932                 }
7933
7934                 if (!can_migrate_task(p, env))
7935                         goto next;
7936
7937                 switch (env->migration_type) {
7938                 case migrate_load:
7939                         /*
7940                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
7941                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
7942                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
7943                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
7944                          * detaching up to loop_max tasks.
7945                          */
7946                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
7947
7948                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7949                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7950                                 goto next;
7951
7952                         /*
7953                          * Make sure that we don't migrate too much load.
7954                          * Nevertheless, let relax the constraint if
7955                          * scheduler fails to find a good waiting task to
7956                          * migrate.
7957                          */
7958                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
7959                                 goto next;
7960
7961                         env->imbalance -= load;
7962                         break;
7963
7964                 case migrate_util:
7965                         util = task_util_est(p);
7966
7967                         if (util > env->imbalance)
7968                                 goto next;
7969
7970                         env->imbalance -= util;
7971                         break;
7972
7973                 case migrate_task:
7974                         env->imbalance--;
7975                         break;
7976
7977                 case migrate_misfit:
7978                         /* This is not a misfit task */
7979                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7980                                 goto next;
7981
7982                         env->imbalance = 0;
7983                         break;
7984                 }
7985
7986                 detach_task(p, env);
7987                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7988
7989                 detached++;
7990
7991 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7992                 /*
7993                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7994                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7995                  * the critical section.
7996                  */
7997                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7998                         break;
7999 #endif
8000
8001                 /*
8002                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
8003                  * load/util/tasks.
8004                  */
8005                 if (env->imbalance <= 0)
8006                         break;
8007
8008                 continue;
8009 next:
8010                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
8011         }
8012
8013         /*
8014          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
8015          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
8016          * than inside detach_one_task().
8017          */
8018         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
8019
8020         return detached;
8021 }
8022
8023 /*
8024  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
8025  */
8026 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8027 {
8028         lockdep_assert_rq_held(rq);
8029
8030         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
8031         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
8032         check_preempt_curr(rq, p, 0);
8033 }
8034
8035 /*
8036  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
8037  * its new rq.
8038  */
8039 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8040 {
8041         struct rq_flags rf;
8042
8043         rq_lock(rq, &rf);
8044         update_rq_clock(rq);
8045         attach_task(rq, p);
8046         rq_unlock(rq, &rf);
8047 }
8048
8049 /*
8050  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
8051  * new rq.
8052  */
8053 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
8054 {
8055         struct list_head *tasks = &env->tasks;
8056         struct task_struct *p;
8057         struct rq_flags rf;
8058
8059         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
8060         update_rq_clock(env->dst_rq);
8061
8062         while (!list_empty(tasks)) {
8063                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8064                 list_del_init(&p->se.group_node);
8065
8066                 attach_task(env->dst_rq, p);
8067         }
8068
8069         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
8070 }
8071
8072 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8073 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
8074 {
8075         if (cfs_rq->avg.load_avg)
8076                 return true;
8077
8078         if (cfs_rq->avg.util_avg)
8079                 return true;
8080
8081         return false;
8082 }
8083
8084 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
8085 {
8086         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
8087                 return true;
8088
8089         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
8090                 return true;
8091
8092         if (thermal_load_avg(rq))
8093                 return true;
8094
8095 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
8096         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
8097                 return true;
8098 #endif
8099
8100         return false;
8101 }
8102
8103 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
8104 {
8105         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
8106 }
8107
8108 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
8109 {
8110         if (!has_blocked)
8111                 rq->has_blocked_load = 0;
8112 }
8113 #else
8114 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
8115 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
8116 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
8117 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
8118 #endif
8119
8120 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
8121 {
8122         const struct sched_class *curr_class;
8123         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
8124         unsigned long thermal_pressure;
8125         bool decayed;
8126
8127         /*
8128          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
8129          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
8130          */
8131         curr_class = rq->curr->sched_class;
8132
8133         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
8134
8135         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
8136                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
8137                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
8138                   update_irq_load_avg(rq, 0);
8139
8140         if (others_have_blocked(rq))
8141                 *done = false;
8142
8143         return decayed;
8144 }
8145
8146 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8147
8148 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8149 {
8150         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
8151         bool decayed = false;
8152         int cpu = cpu_of(rq);
8153
8154         /*
8155          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
8156          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
8157          */
8158         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
8159                 struct sched_entity *se;
8160
8161                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
8162                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
8163
8164                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
8165                                 decayed = true;
8166                 }
8167
8168                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
8169                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
8170                 if (se && !skip_blocked_update(se))
8171                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
8172
8173                 /*
8174                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
8175                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
8176                  */
8177                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
8178                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
8179
8180                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
8181                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8182                         *done = false;
8183         }
8184
8185         return decayed;
8186 }
8187
8188 /*
8189  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
8190  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
8191  * group is a fraction of its parents load.
8192  */
8193 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
8194 {
8195         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
8196         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
8197         unsigned long now = jiffies;
8198         unsigned long load;
8199
8200         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8201                 return;
8202
8203         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
8204         for_each_sched_entity(se) {
8205                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8206                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
8207                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8208                         break;
8209         }
8210
8211         if (!se) {
8212                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
8213                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8214         }
8215
8216         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
8217                 load = cfs_rq->h_load;
8218                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
8219                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8220                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8221                 cfs_rq->h_load = load;
8222                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8223         }
8224 }
8225
8226 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8227 {
8228         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
8229
8230         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
8231         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
8232                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8233 }
8234 #else
8235 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8236 {
8237         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8238         bool decayed;
8239
8240         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
8241         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8242                 *done = false;
8243
8244         return decayed;
8245 }
8246
8247 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8248 {
8249         return p->se.avg.load_avg;
8250 }
8251 #endif
8252
8253 static void update_blocked_averages(int cpu)
8254 {
8255         bool decayed = false, done = true;
8256         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8257         struct rq_flags rf;
8258
8259         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8260         update_blocked_load_tick(rq);
8261         update_rq_clock(rq);
8262
8263         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8264         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8265
8266         update_blocked_load_status(rq, !done);
8267         if (decayed)
8268                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8269         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8270 }
8271
8272 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8273
8274 /*
8275  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8276  */
8277 struct sg_lb_stats {
8278         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8279         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8280         unsigned long group_capacity;
8281         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8282         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8283         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8284         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8285         unsigned int idle_cpus;
8286         unsigned int group_weight;
8287         enum group_type group_type;
8288         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8289         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8290 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8291         unsigned int nr_numa_running;
8292         unsigned int nr_preferred_running;
8293 #endif
8294 };
8295
8296 /*
8297  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8298  *               during load balancing.
8299  */
8300 struct sd_lb_stats {
8301         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8302         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8303         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8304         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8305         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8306         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8307
8308         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8309         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8310 };
8311
8312 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8313 {
8314         /*
8315          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8316          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8317          * We must however set busiest_stat::group_type and
8318          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8319          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8320          */
8321         *sds = (struct sd_lb_stats){
8322                 .busiest = NULL,
8323                 .local = NULL,
8324                 .total_load = 0UL,
8325                 .total_capacity = 0UL,
8326                 .busiest_stat = {
8327                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8328                         .group_type = group_has_spare,
8329                 },
8330         };
8331 }
8332
8333 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8334 {
8335         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8336         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8337         unsigned long used, free;
8338         unsigned long irq;
8339
8340         irq = cpu_util_irq(rq);
8341
8342         if (unlikely(irq >= max))
8343                 return 1;
8344
8345         /*
8346          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8347          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8348          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8349          * average uses the actual delta max capacity(load).
8350          */
8351         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8352         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8353         used += thermal_load_avg(rq);
8354
8355         if (unlikely(used >= max))
8356                 return 1;
8357
8358         free = max - used;
8359
8360         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8361 }
8362
8363 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8364 {
8365         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8366         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8367
8368         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8369
8370         if (!capacity)
8371                 capacity = 1;
8372
8373         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8374         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8375
8376         sdg->sgc->capacity = capacity;
8377         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8378         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8379 }
8380
8381 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8382 {
8383         struct sched_domain *child = sd->child;
8384         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8385         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8386         unsigned long interval;
8387
8388         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8389         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8390         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8391
8392         if (!child) {
8393                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8394                 return;
8395         }
8396
8397         capacity = 0;
8398         min_capacity = ULONG_MAX;
8399         max_capacity = 0;
8400
8401         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8402                 /*
8403                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8404                  * span the current group.
8405                  */
8406
8407                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8408                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8409
8410                         capacity += cpu_cap;
8411                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8412                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8413                 }
8414         } else  {
8415                 /*
8416                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8417                  * span the current group.
8418                  */
8419
8420                 group = child->groups;
8421                 do {
8422                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8423
8424                         capacity += sgc->capacity;
8425                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8426                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8427                         group = group->next;
8428                 } while (group != child->groups);
8429         }
8430
8431         sdg->sgc->capacity = capacity;
8432         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8433         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8434 }
8435
8436 /*
8437  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8438  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8439  * Return true is the capacity is reduced
8440  */
8441 static inline int
8442 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8443 {
8444         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8445                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8446 }
8447
8448 /*
8449  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8450  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8451  * the task's current CPU is heavily pressured.
8452  */
8453 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8454 {
8455         return rq->misfit_task_load &&
8456                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8457                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8458 }
8459
8460 /*
8461  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8462  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8463  *
8464  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8465  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8466  * Something like:
8467  *
8468  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8469  *              *     * * *
8470  *
8471  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8472  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8473  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8474  *
8475  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8476  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8477  * moving tasks due to affinity constraints.
8478  *
8479  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8480  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8481  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8482  * to create an effective group imbalance.
8483  *
8484  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8485  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8486  * subtle and fragile situation.
8487  */
8488
8489 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8490 {
8491         return group->sgc->imbalance;
8492 }
8493
8494 /*
8495  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8496  * be used by some tasks.
8497  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8498  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8499  * available capacity for CFS tasks.
8500  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8501  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8502  * capacity in meaningful for the load balancer.
8503  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8504  * any benefit for the load balance.
8505  */
8506 static inline bool
8507 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8508 {
8509         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8510                 return true;
8511
8512         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8513                         (sgs->group_runnable * 100))
8514                 return false;
8515
8516         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8517                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8518                 return true;
8519
8520         return false;
8521 }
8522
8523 /*
8524  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8525  *  handle.
8526  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8527  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8528  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8529  *  false.
8530  */
8531 static inline bool
8532 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8533 {
8534         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8535                 return false;
8536
8537         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8538                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8539                 return true;
8540
8541         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8542                         (sgs->group_runnable * 100))
8543                 return true;
8544
8545         return false;
8546 }
8547
8548 static inline enum
8549 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
8550                           struct sched_group *group,
8551                           struct sg_lb_stats *sgs)
8552 {
8553         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
8554                 return group_overloaded;
8555
8556         if (sg_imbalanced(group))
8557                 return group_imbalanced;
8558
8559         if (sgs->group_asym_packing)
8560                 return group_asym_packing;
8561
8562         if (sgs->group_misfit_task_load)
8563                 return group_misfit_task;
8564
8565         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
8566                 return group_fully_busy;
8567
8568         return group_has_spare;
8569 }
8570
8571 /**
8572  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8573  * @env: The load balancing environment.
8574  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8575  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8576  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8577  */
8578 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8579                                       struct sched_group *group,
8580                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8581                                       int *sg_status)
8582 {
8583         int i, nr_running, local_group;
8584
8585         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8586
8587         local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8588
8589         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8590                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8591
8592                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
8593                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8594                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
8595                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8596
8597                 nr_running = rq->nr_running;
8598                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8599
8600                 if (nr_running > 1)
8601                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8602
8603                 if (cpu_overutilized(i))
8604                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8605
8606 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8607                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8608                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8609 #endif
8610                 /*
8611                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8612                  */
8613                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8614                         sgs->idle_cpus++;
8615                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8616                         continue;
8617                 }
8618
8619                 if (local_group)
8620                         continue;
8621
8622                 /* Check for a misfit task on the cpu */
8623                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8624                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8625                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8626                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8627                 }
8628         }
8629
8630         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8631         if (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8632             env->idle != CPU_NOT_IDLE &&
8633             sgs->sum_h_nr_running &&
8634             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu)) {
8635                 sgs->group_asym_packing = 1;
8636         }
8637
8638         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8639
8640         sgs->group_weight = group->group_weight;
8641
8642         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8643
8644         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8645         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8646                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8647                                 sgs->group_capacity;
8648 }
8649
8650 /**
8651  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8652  * @env: The load balancing environment.
8653  * @sds: sched_domain statistics
8654  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8655  * @sgs: sched_group statistics
8656  *
8657  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8658  * busiest group.
8659  *
8660  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8661  * busiest group. %false otherwise.
8662  */
8663 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8664                                    struct sd_lb_stats *sds,
8665                                    struct sched_group *sg,
8666                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8667 {
8668         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8669
8670         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8671         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8672                 return false;
8673
8674         /*
8675          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8676          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8677          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8678          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8679          */
8680         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8681             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
8682              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8683                 return false;
8684
8685         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8686                 return true;
8687
8688         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8689                 return false;
8690
8691         /*
8692          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8693          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8694          */
8695
8696         switch (sgs->group_type) {
8697         case group_overloaded:
8698                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8699                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8700                         return false;
8701                 break;
8702
8703         case group_imbalanced:
8704                 /*
8705                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8706                  * choose one more than another.
8707                  */
8708                 return false;
8709
8710         case group_asym_packing:
8711                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8712                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8713                         return false;
8714                 break;
8715
8716         case group_misfit_task:
8717                 /*
8718                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8719                  * misfit.
8720                  */
8721                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8722                         return false;
8723                 break;
8724
8725         case group_fully_busy:
8726                 /*
8727                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8728                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8729                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8730                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8731                  * contention when accessing shared HW resources.
8732                  *
8733                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8734                  * select the 1st one.
8735                  */
8736                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8737                         return false;
8738                 break;
8739
8740         case group_has_spare:
8741                 /*
8742                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8743                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8744                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8745                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8746                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8747                  */
8748                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
8749                         return false;
8750                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
8751                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
8752                         return false;
8753
8754                 break;
8755         }
8756
8757         /*
8758          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8759          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8760          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8761          * considered.
8762          */
8763         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8764             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8765             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
8766                 return false;
8767
8768         return true;
8769 }
8770
8771 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8772 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8773 {
8774         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8775                 return regular;
8776         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8777                 return remote;
8778         return all;
8779 }
8780
8781 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8782 {
8783         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8784                 return regular;
8785         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8786                 return remote;
8787         return all;
8788 }
8789 #else
8790 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8791 {
8792         return all;
8793 }
8794
8795 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8796 {
8797         return regular;
8798 }
8799 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8800
8801
8802 struct sg_lb_stats;
8803
8804 /*
8805  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
8806  */
8807
8808 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
8809 {
8810         /* Task has no contribution or is new */
8811         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
8812                 return 0;
8813
8814         if (task_on_rq_queued(p))
8815                 return 1;
8816
8817         return 0;
8818 }
8819
8820 /**
8821  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
8822  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
8823  * @p: task which should be ignored.
8824  *
8825  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
8826  */
8827 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
8828 {
8829         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8830
8831         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
8832                 return 0;
8833
8834         /*
8835          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
8836          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
8837          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
8838          */
8839
8840 #ifdef CONFIG_SMP
8841         if (rq->ttwu_pending)
8842                 return 0;
8843 #endif
8844
8845         return 1;
8846 }
8847
8848 /*
8849  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
8850  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
8851  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8852  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8853  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
8854  */
8855 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
8856                                           struct sched_group *group,
8857                                           struct sg_lb_stats *sgs,
8858                                           struct task_struct *p)
8859 {
8860         int i, nr_running;
8861
8862         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8863
8864         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
8865                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8866                 unsigned int local;
8867
8868                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
8869                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
8870                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
8871                 local = task_running_on_cpu(i, p);
8872                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
8873
8874                 nr_running = rq->nr_running - local;
8875                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8876
8877                 /*
8878                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
8879                  */
8880                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
8881                         sgs->idle_cpus++;
8882
8883         }
8884
8885         /* Check if task fits in the group */
8886         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8887             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
8888                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
8889         }
8890
8891         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8892
8893         sgs->group_weight = group->group_weight;
8894
8895         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
8896
8897         /*
8898          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
8899          * overloaded
8900          */
8901         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
8902                 sgs->group_type == group_overloaded)
8903                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8904                                 sgs->group_capacity;
8905 }
8906
8907 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
8908                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
8909                                struct sched_group *group,
8910                                struct sg_lb_stats *sgs)
8911 {
8912         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
8913                 return true;
8914
8915         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
8916                 return false;
8917
8918         /*
8919          * The candidate and the current idlest group are the same type of
8920          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
8921          */
8922
8923         switch (sgs->group_type) {
8924         case group_overloaded:
8925         case group_fully_busy:
8926                 /* Select the group with lowest avg_load. */
8927                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
8928                         return false;
8929                 break;
8930
8931         case group_imbalanced:
8932         case group_asym_packing:
8933                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
8934                 return false;
8935
8936         case group_misfit_task:
8937                 /* Select group with the highest max capacity */
8938                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
8939                         return false;
8940                 break;
8941
8942         case group_has_spare:
8943                 /* Select group with most idle CPUs */
8944                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
8945                         return false;
8946
8947                 /* Select group with lowest group_util */
8948                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
8949                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
8950                         return false;
8951
8952                 break;
8953         }
8954
8955         return true;
8956 }
8957
8958 /*
8959  * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than 25% of the domain.
8960  * This is an approximation as the number of running tasks may not be
8961  * related to the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
8962  */
8963 static inline bool allow_numa_imbalance(int dst_running, int dst_weight)
8964 {
8965         return (dst_running < (dst_weight >> 2));
8966 }
8967
8968 /*
8969  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
8970  * domain.
8971  *
8972  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
8973  */
8974 static struct sched_group *
8975 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
8976 {
8977         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
8978         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
8979         struct sg_lb_stats *sgs;
8980         unsigned long imbalance;
8981         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
8982                         .avg_load = UINT_MAX,
8983                         .group_type = group_overloaded,
8984         };
8985
8986         do {
8987                 int local_group;
8988
8989                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
8990                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
8991                                         p->cpus_ptr))
8992                         continue;
8993
8994                 /* Skip over this group if no cookie matched */
8995                 if (!sched_group_cookie_match(cpu_rq(this_cpu), p, group))
8996                         continue;
8997
8998                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
8999                                                sched_group_span(group));
9000
9001                 if (local_group) {
9002                         sgs = &local_sgs;
9003                         local = group;
9004                 } else {
9005                         sgs = &tmp_sgs;
9006                 }
9007
9008                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
9009
9010                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
9011                         idlest = group;
9012                         idlest_sgs = *sgs;
9013                 }
9014
9015         } while (group = group->next, group != sd->groups);
9016
9017
9018         /* There is no idlest group to push tasks to */
9019         if (!idlest)
9020                 return NULL;
9021
9022         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
9023         if (!local)
9024                 return idlest;
9025
9026         /*
9027          * If the local group is idler than the selected idlest group
9028          * don't try and push the task.
9029          */
9030         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
9031                 return NULL;
9032
9033         /*
9034          * If the local group is busier than the selected idlest group
9035          * try and push the task.
9036          */
9037         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
9038                 return idlest;
9039
9040         switch (local_sgs.group_type) {
9041         case group_overloaded:
9042         case group_fully_busy:
9043
9044                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
9045                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
9046                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
9047
9048                 /*
9049                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
9050                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
9051                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
9052                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
9053                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
9054                  * and consider staying local.
9055                  */
9056
9057                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
9058                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
9059                         return NULL;
9060
9061                 /*
9062                  * If the local group is less loaded than the selected
9063                  * idlest group don't try and push any tasks.
9064                  */
9065                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
9066                         return NULL;
9067
9068                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
9069                         return NULL;
9070                 break;
9071
9072         case group_imbalanced:
9073         case group_asym_packing:
9074                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
9075                 return NULL;
9076
9077         case group_misfit_task:
9078                 /* Select group with the highest max capacity */
9079                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
9080                         return NULL;
9081                 break;
9082
9083         case group_has_spare:
9084                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
9085 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9086                         int idlest_cpu;
9087                         /*
9088                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
9089                          * the preferred node
9090                          */
9091                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9092                                 return NULL;
9093
9094                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
9095                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9096                                 return idlest;
9097 #endif
9098                         /*
9099                          * Otherwise, keep the task on this node to stay close
9100                          * its wakeup source and improve locality. If there is
9101                          * a real need of migration, periodic load balance will
9102                          * take care of it.
9103                          */
9104                         if (allow_numa_imbalance(local_sgs.sum_nr_running, sd->span_weight))
9105                                 return NULL;
9106                 }
9107
9108                 /*
9109                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
9110                  * compare the utilization which is more stable but it can end
9111                  * up that the group has less spare capacity but finally more
9112                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
9113                  */
9114                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
9115                         return NULL;
9116                 break;
9117         }
9118
9119         return idlest;
9120 }
9121
9122 /**
9123  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
9124  * @env: The load balancing environment.
9125  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
9126  */
9127
9128 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9129 {
9130         struct sched_domain *child = env->sd->child;
9131         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9132         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
9133         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
9134         int sg_status = 0;
9135
9136         do {
9137                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
9138                 int local_group;
9139
9140                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
9141                 if (local_group) {
9142                         sds->local = sg;
9143                         sgs = local;
9144
9145                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
9146                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
9147                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
9148                 }
9149
9150                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
9151
9152                 if (local_group)
9153                         goto next_group;
9154
9155
9156                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
9157                         sds->busiest = sg;
9158                         sds->busiest_stat = *sgs;
9159                 }
9160
9161 next_group:
9162                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
9163                 sds->total_load += sgs->group_load;
9164                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
9165
9166                 sg = sg->next;
9167         } while (sg != env->sd->groups);
9168
9169         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
9170         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
9171
9172
9173         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
9174                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
9175
9176         if (!env->sd->parent) {
9177                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9178
9179                 /* update overload indicator if we are at root domain */
9180                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
9181
9182                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
9183                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9184                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9185         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
9186                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9187
9188                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
9189                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
9190         }
9191 }
9192
9193 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
9194
9195 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
9196                                 int dst_running, int dst_weight)
9197 {
9198         if (!allow_numa_imbalance(dst_running, dst_weight))
9199                 return imbalance;
9200
9201         /*
9202          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
9203          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
9204          */
9205         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
9206                 return 0;
9207
9208         return imbalance;
9209 }
9210
9211 /**
9212  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
9213  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
9214  * @env: load balance environment
9215  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
9216  */
9217 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9218 {
9219         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9220
9221         local = &sds->local_stat;
9222         busiest = &sds->busiest_stat;
9223
9224         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
9225                 /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
9226                 env->migration_type = migrate_misfit;
9227                 env->imbalance = 1;
9228                 return;
9229         }
9230
9231         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
9232                 /*
9233                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
9234                  * the preferred CPU.
9235                  */
9236                 env->migration_type = migrate_task;
9237                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
9238                 return;
9239         }
9240
9241         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
9242                 /*
9243                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
9244                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
9245                  * the imbalance. The next load balance will take care of
9246                  * balancing back the system.
9247                  */
9248                 env->migration_type = migrate_task;
9249                 env->imbalance = 1;
9250                 return;
9251         }
9252
9253         /*
9254          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
9255          * emptying busiest.
9256          */
9257         if (local->group_type == group_has_spare) {
9258                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
9259                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
9260                         /*
9261                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
9262                          * capacity. This might end up creating spare capacity
9263                          * in busiest or busiest still being overloaded but
9264                          * there is no simple way to directly compute the
9265                          * amount of load to migrate in order to balance the
9266                          * system.
9267                          */
9268                         env->migration_type = migrate_util;
9269                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
9270                                          local->group_util;
9271
9272                         /*
9273                          * In some cases, the group's utilization is max or even
9274                          * higher than capacity because of migrations but the
9275                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
9276                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
9277                          * try to pull it.
9278                          */
9279                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
9280                                 env->migration_type = migrate_task;
9281                                 env->imbalance = 1;
9282                         }
9283
9284                         return;
9285                 }
9286
9287                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
9288                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
9289                         /*
9290                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
9291                          * groups.
9292                          */
9293                         env->migration_type = migrate_task;
9294                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
9295                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
9296                 } else {
9297
9298                         /*
9299                          * If there is no overload, we just want to even the number of
9300                          * idle cpus.
9301                          */
9302                         env->migration_type = migrate_task;
9303                         env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
9304                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
9305                 }
9306
9307                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
9308                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
9309                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
9310                                 busiest->sum_nr_running, busiest->group_weight);
9311                 }
9312
9313                 return;
9314         }
9315
9316         /*
9317          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
9318          * busiest group
9319          */
9320         if (local->group_type < group_overloaded) {
9321                 /*
9322                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
9323                  * finally needed.
9324                  */
9325
9326                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9327                                   local->group_capacity;
9328
9329                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9330                                 sds->total_capacity;
9331                 /*
9332                  * If the local group is more loaded than the selected
9333                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9334                  */
9335                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
9336                         env->imbalance = 0;
9337                         return;
9338                 }
9339         }
9340
9341         /*
9342          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
9343          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
9344          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
9345          * below the average load. At the same time, we also don't want to
9346          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
9347          * the minimum possible imbalance.
9348          */
9349         env->migration_type = migrate_load;
9350         env->imbalance = min(
9351                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
9352                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
9353         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
9354 }
9355
9356 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
9357
9358 /*
9359  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
9360  *
9361  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
9362  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
9363  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
9364  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  force      force
9365  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
9366  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
9367  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
9368  *
9369  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
9370  *            statistics.
9371  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
9372  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
9373  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
9374  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
9375  *            different in groups.
9376  */
9377
9378 /**
9379  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
9380  * if there is an imbalance.
9381  *
9382  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
9383  * to restore balance.
9384  *
9385  * @env: The load balancing environment.
9386  *
9387  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
9388  */
9389 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
9390 {
9391         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9392         struct sd_lb_stats sds;
9393
9394         init_sd_lb_stats(&sds);
9395
9396         /*
9397          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
9398          * this level.
9399          */
9400         update_sd_lb_stats(env, &sds);
9401
9402         if (sched_energy_enabled()) {
9403                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9404
9405                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
9406                         goto out_balanced;
9407         }
9408
9409         local = &sds.local_stat;
9410         busiest = &sds.busiest_stat;
9411
9412         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
9413         if (!sds.busiest)
9414                 goto out_balanced;
9415
9416         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
9417         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
9418                 goto force_balance;
9419
9420         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
9421         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
9422                 goto force_balance;
9423
9424         /*
9425          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
9426          * work because they assume all things are equal, which typically
9427          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
9428          */
9429         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
9430                 goto force_balance;
9431
9432         /*
9433          * If the local group is busier than the selected busiest group
9434          * don't try and pull any tasks.
9435          */
9436         if (local->group_type > busiest->group_type)
9437                 goto out_balanced;
9438
9439         /*
9440          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
9441          * between tasks.
9442          */
9443         if (local->group_type == group_overloaded) {
9444                 /*
9445                  * If the local group is more loaded than the selected
9446                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9447                  */
9448                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
9449                         goto out_balanced;
9450
9451                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
9452                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9453                                 sds.total_capacity;
9454
9455                 /*
9456                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
9457                  * domain average load.
9458                  */
9459                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
9460                         goto out_balanced;
9461
9462                 /*
9463                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
9464                  * conservative.
9465                  */
9466                 if (100 * busiest->avg_load <=
9467                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
9468                         goto out_balanced;
9469         }
9470
9471         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
9472         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
9473             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
9474                 goto force_balance;
9475
9476         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
9477                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9478                         /*
9479                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
9480                          * result the local one too) but this CPU is already
9481                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
9482                          */
9483                         goto out_balanced;
9484
9485                 if (busiest->group_weight > 1 &&
9486                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
9487                         /*
9488                          * If the busiest group is not overloaded
9489                          * and there is no imbalance between this and busiest
9490                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
9491                          * becomes significant if the diff is greater than 1
9492                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
9493                          * on another group. Of course this applies only if
9494                          * there is more than 1 CPU per group.
9495                          */
9496                         goto out_balanced;
9497
9498                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
9499                         /*
9500                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
9501                          */
9502                         goto out_balanced;
9503         }
9504
9505 force_balance:
9506         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
9507         calculate_imbalance(env, &sds);
9508         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
9509
9510 out_balanced:
9511         env->imbalance = 0;
9512         return NULL;
9513 }
9514
9515 /*
9516  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
9517  */
9518 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
9519                                      struct sched_group *group)
9520 {
9521         struct rq *busiest = NULL, *rq;
9522         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
9523         unsigned int busiest_nr = 0;
9524         int i;
9525
9526         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9527                 unsigned long capacity, load, util;
9528                 unsigned int nr_running;
9529                 enum fbq_type rt;
9530
9531                 rq = cpu_rq(i);
9532                 rt = fbq_classify_rq(rq);
9533
9534                 /*
9535                  * We classify groups/runqueues into three groups:
9536                  *  - regular: there are !numa tasks
9537                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
9538                  *  - all:     there is no distinction
9539                  *
9540                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
9541                  * ignore those when there's better options.
9542                  *
9543                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
9544                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
9545                  * queue by moving tasks around inside the node.
9546                  *
9547                  * If we cannot move enough load due to this classification
9548                  * the next pass will adjust the group classification and
9549                  * allow migration of more tasks.
9550                  *
9551                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
9552                  */
9553                 if (rt > env->fbq_type)
9554                         continue;
9555
9556                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
9557                 if (!nr_running)
9558                         continue;
9559
9560                 capacity = capacity_of(i);
9561
9562                 /*
9563                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
9564                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
9565                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
9566                  * average load.
9567                  */
9568                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9569                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
9570                     nr_running == 1)
9571                         continue;
9572
9573                 switch (env->migration_type) {
9574                 case migrate_load:
9575                         /*
9576                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
9577                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9578                          */
9579                         load = cpu_load(rq);
9580
9581                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9582                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9583                                 break;
9584
9585                         /*
9586                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9587                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9588                          * capacity, so that the load can be moved away
9589                          * from the CPU that is potentially running at a
9590                          * lower capacity.
9591                          *
9592                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9593                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9594                          * division works out to:
9595                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9596                          * where j is our previous maximum.
9597                          */
9598                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9599                                 busiest_load = load;
9600                                 busiest_capacity = capacity;
9601                                 busiest = rq;
9602                         }
9603                         break;
9604
9605                 case migrate_util:
9606                         util = cpu_util(cpu_of(rq));
9607
9608                         /*
9609                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
9610                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
9611                          * detach the task.
9612                          */
9613                         if (nr_running <= 1)
9614                                 continue;
9615
9616                         if (busiest_util < util) {
9617                                 busiest_util = util;
9618                                 busiest = rq;
9619                         }
9620                         break;
9621
9622                 case migrate_task:
9623                         if (busiest_nr < nr_running) {
9624                                 busiest_nr = nr_running;
9625                                 busiest = rq;
9626                         }
9627                         break;
9628
9629                 case migrate_misfit:
9630                         /*
9631                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9632                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9633                          */
9634                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9635                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9636                                 busiest = rq;
9637                         }
9638
9639                         break;
9640
9641                 }
9642         }
9643
9644         return busiest;
9645 }
9646
9647 /*
9648  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9649  * so long as it is large enough.
9650  */
9651 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9652
9653 static inline bool
9654 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9655 {
9656         /*
9657          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9658          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9659          * highest priority CPUs.
9660          */
9661         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9662                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9663 }
9664
9665 static inline bool
9666 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
9667 {
9668         struct sched_domain *sd = env->sd;
9669
9670         /*
9671          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
9672          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
9673          * threads on a system with spare capacity
9674          */
9675         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
9676             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
9677                 return 1;
9678
9679         return 0;
9680 }
9681
9682 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
9683 {
9684         struct sched_domain *sd = env->sd;
9685
9686         if (asym_active_balance(env))
9687                 return 1;
9688
9689         if (imbalanced_active_balance(env))
9690                 return 1;
9691
9692         /*
9693          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
9694          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
9695          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
9696          * available on dst_cpu.
9697          */
9698         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9699             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
9700                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
9701                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
9702                         return 1;
9703         }
9704
9705         if (env->migration_type == migrate_misfit)
9706                 return 1;
9707
9708         return 0;
9709 }
9710
9711 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
9712
9713 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
9714 {
9715         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9716         int cpu;
9717
9718         /*
9719          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
9720          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
9721          */
9722         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
9723                 return 0;
9724
9725         /*
9726          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
9727          * to do the newly idle load balance.
9728          */
9729         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9730                 return 1;
9731
9732         /* Try to find first idle CPU */
9733         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
9734                 if (!idle_cpu(cpu))
9735                         continue;
9736
9737                 /* Are we the first idle CPU? */
9738                 return cpu == env->dst_cpu;
9739         }
9740
9741         /* Are we the first CPU of this group ? */
9742         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
9743 }
9744
9745 /*
9746  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
9747  * tasks if there is an imbalance.
9748  */
9749 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
9750                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
9751                         int *continue_balancing)
9752 {
9753         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
9754         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
9755         struct sched_group *group;
9756         struct rq *busiest;
9757         struct rq_flags rf;
9758         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
9759
9760         struct lb_env env = {
9761                 .sd             = sd,
9762                 .dst_cpu        = this_cpu,
9763                 .dst_rq         = this_rq,
9764                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
9765                 .idle           = idle,
9766                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
9767                 .cpus           = cpus,
9768                 .fbq_type       = all,
9769                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
9770         };
9771
9772         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
9773
9774         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
9775
9776 redo:
9777         if (!should_we_balance(&env)) {
9778                 *continue_balancing = 0;
9779                 goto out_balanced;
9780         }
9781
9782         group = find_busiest_group(&env);
9783         if (!group) {
9784                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
9785                 goto out_balanced;
9786         }
9787
9788         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
9789         if (!busiest) {
9790                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
9791                 goto out_balanced;
9792         }
9793
9794         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
9795
9796         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
9797
9798         env.src_cpu = busiest->cpu;
9799         env.src_rq = busiest;
9800
9801         ld_moved = 0;
9802         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
9803         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9804         if (busiest->nr_running > 1) {
9805                 /*
9806                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
9807                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
9808                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
9809                  * correctly treated as an imbalance.
9810                  */
9811                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
9812
9813 more_balance:
9814                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
9815                 update_rq_clock(busiest);
9816
9817                 /*
9818                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
9819                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
9820                  */
9821                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
9822
9823                 /*
9824                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
9825                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
9826                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
9827                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
9828                  * See task_rq_lock() family for the details.
9829                  */
9830
9831                 rq_unlock(busiest, &rf);
9832
9833                 if (cur_ld_moved) {
9834                         attach_tasks(&env);
9835                         ld_moved += cur_ld_moved;
9836                 }
9837
9838                 local_irq_restore(rf.flags);
9839
9840                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9841                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9842                         goto more_balance;
9843                 }
9844
9845                 /*
9846                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9847                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9848                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9849                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9850                  * sched_group.
9851                  *
9852                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9853                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9854                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9855                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9856                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9857                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9858                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9859                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
9860                  * This however should not happen so much in practice and
9861                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9862                  * excess load moved.
9863                  */
9864                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9865
9866                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9867                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9868
9869                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9870                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9871                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9872                         env.loop         = 0;
9873                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9874
9875                         /*
9876                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9877                          * need to continue with same src_cpu.
9878                          */
9879                         goto more_balance;
9880                 }
9881
9882                 /*
9883                  * We failed to reach balance because of affinity.
9884                  */
9885                 if (sd_parent) {
9886                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9887
9888                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9889                                 *group_imbalance = 1;
9890                 }
9891
9892                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9893                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9894                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9895                         /*
9896                          * Attempting to continue load balancing at the current
9897                          * sched_domain level only makes sense if there are
9898                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9899                          * pull load from which are not contained within the
9900                          * destination group that is receiving any migrated
9901                          * load.
9902                          */
9903                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9904                                 env.loop = 0;
9905                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9906                                 goto redo;
9907                         }
9908                         goto out_all_pinned;
9909                 }
9910         }
9911
9912         if (!ld_moved) {
9913                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9914                 /*
9915                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9916                  * We do not want newidle balance, which can be very
9917                  * frequent, pollute the failure counter causing
9918                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9919                  */
9920                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9921                         sd->nr_balance_failed++;
9922
9923                 if (need_active_balance(&env)) {
9924                         unsigned long flags;
9925
9926                         raw_spin_rq_lock_irqsave(busiest, flags);
9927
9928                         /*
9929                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9930                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9931                          * moved to this_cpu:
9932                          */
9933                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9934                                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
9935                                 goto out_one_pinned;
9936                         }
9937
9938                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
9939                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
9940
9941                         /*
9942                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9943                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9944                          * only after active load balance is finished.
9945                          */
9946                         if (!busiest->active_balance) {
9947                                 busiest->active_balance = 1;
9948                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9949                                 active_balance = 1;
9950                         }
9951                         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
9952
9953                         if (active_balance) {
9954                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9955                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9956                                         &busiest->active_balance_work);
9957                         }
9958                 }
9959         } else {
9960                 sd->nr_balance_failed = 0;
9961         }
9962
9963         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
9964                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9965                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9966         }
9967
9968         goto out;
9969
9970 out_balanced:
9971         /*
9972          * We reach balance although we may have faced some affinity
9973          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9974          * a chance to move and fix the imbalance.
9975          */
9976         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9977                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9978
9979                 if (*group_imbalance)
9980                         *group_imbalance = 0;
9981         }
9982
9983 out_all_pinned:
9984         /*
9985          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9986          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9987          * can try to migrate them.
9988          */
9989         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9990
9991         sd->nr_balance_failed = 0;
9992
9993 out_one_pinned:
9994         ld_moved = 0;
9995
9996         /*
9997          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9998          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9999          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
10000          * increase logic to avoid that.
10001          */
10002         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
10003                 goto out;
10004
10005         /* tune up the balancing interval */
10006         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
10007              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
10008             sd->balance_interval < sd->max_interval)
10009                 sd->balance_interval *= 2;
10010 out:
10011         return ld_moved;
10012 }
10013
10014 static inline unsigned long
10015 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
10016 {
10017         unsigned long interval = sd->balance_interval;
10018
10019         if (cpu_busy)
10020                 interval *= sd->busy_factor;
10021
10022         /* scale ms to jiffies */
10023         interval = msecs_to_jiffies(interval);
10024
10025         /*
10026          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
10027          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
10028          * from being multiples of each other.
10029          */
10030         if (cpu_busy)
10031                 interval -= 1;
10032
10033         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
10034
10035         return interval;
10036 }
10037
10038 static inline void
10039 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
10040 {
10041         unsigned long interval, next;
10042
10043         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
10044         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
10045         next = sd->last_balance + interval;
10046
10047         if (time_after(*next_balance, next))
10048                 *next_balance = next;
10049 }
10050
10051 /*
10052  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
10053  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
10054  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
10055  * avoids physical / logical imbalances.
10056  */
10057 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
10058 {
10059         struct rq *busiest_rq = data;
10060         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
10061         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
10062         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
10063         struct sched_domain *sd;
10064         struct task_struct *p = NULL;
10065         struct rq_flags rf;
10066
10067         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
10068         /*
10069          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
10070          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
10071          * inactive CPUs.
10072          */
10073         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
10074                 goto out_unlock;
10075
10076         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
10077         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
10078                      !busiest_rq->active_balance))
10079                 goto out_unlock;
10080
10081         /* Is there any task to move? */
10082         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
10083                 goto out_unlock;
10084
10085         /*
10086          * This condition is "impossible", if it occurs
10087          * we need to fix it. Originally reported by
10088          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
10089          */
10090         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
10091
10092         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
10093         rcu_read_lock();
10094         for_each_domain(target_cpu, sd) {
10095                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
10096                         break;
10097         }
10098
10099         if (likely(sd)) {
10100                 struct lb_env env = {
10101                         .sd             = sd,
10102                         .dst_cpu        = target_cpu,
10103                         .dst_rq         = target_rq,
10104                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
10105                         .src_rq         = busiest_rq,
10106                         .idle           = CPU_IDLE,
10107                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
10108                 };
10109
10110                 schedstat_inc(sd->alb_count);
10111                 update_rq_clock(busiest_rq);
10112
10113                 p = detach_one_task(&env);
10114                 if (p) {
10115                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
10116                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
10117                         sd->nr_balance_failed = 0;
10118                 } else {
10119                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
10120                 }
10121         }
10122         rcu_read_unlock();
10123 out_unlock:
10124         busiest_rq->active_balance = 0;
10125         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
10126
10127         if (p)
10128                 attach_one_task(target_rq, p);
10129
10130         local_irq_enable();
10131
10132         return 0;
10133 }
10134
10135 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
10136
10137 /*
10138  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
10139  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
10140  */
10141 void update_max_interval(void)
10142 {
10143         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
10144 }
10145
10146 /*
10147  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
10148  * and initiates a balancing operation if so.
10149  *
10150  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
10151  */
10152 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
10153 {
10154         int continue_balancing = 1;
10155         int cpu = rq->cpu;
10156         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10157         unsigned long interval;
10158         struct sched_domain *sd;
10159         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10160         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
10161         int update_next_balance = 0;
10162         int need_serialize, need_decay = 0;
10163         u64 max_cost = 0;
10164
10165         rcu_read_lock();
10166         for_each_domain(cpu, sd) {
10167                 /*
10168                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
10169                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
10170                  */
10171                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
10172                         sd->max_newidle_lb_cost =
10173                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
10174                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
10175                         need_decay = 1;
10176                 }
10177                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
10178
10179                 /*
10180                  * Stop the load balance at this level. There is another
10181                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
10182                  * actively.
10183                  */
10184                 if (!continue_balancing) {
10185                         if (need_decay)
10186                                 continue;
10187                         break;
10188                 }
10189
10190                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10191
10192                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
10193                 if (need_serialize) {
10194                         if (!spin_trylock(&balancing))
10195                                 goto out;
10196                 }
10197
10198                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
10199                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
10200                                 /*
10201                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10202                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10203                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10204                                  */
10205                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10206                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10207                         }
10208                         sd->last_balance = jiffies;
10209                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10210                 }
10211                 if (need_serialize)
10212                         spin_unlock(&balancing);
10213 out:
10214                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10215                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10216                         update_next_balance = 1;
10217                 }
10218         }
10219         if (need_decay) {
10220                 /*
10221                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10222                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10223                  */
10224                 rq->max_idle_balance_cost =
10225                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10226         }
10227         rcu_read_unlock();
10228
10229         /*
10230          * next_balance will be updated only when there is a need.
10231          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10232          * updated.
10233          */
10234         if (likely(update_next_balance))
10235                 rq->next_balance = next_balance;
10236
10237 }
10238
10239 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10240 {
10241         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10242 }
10243
10244 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10245 /*
10246  * idle load balancing details
10247  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10248  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10249  *   load balancing for all the idle CPUs.
10250  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
10251  *   anywhere yet.
10252  */
10253
10254 static inline int find_new_ilb(void)
10255 {
10256         int ilb;
10257         const struct cpumask *hk_mask;
10258
10259         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC);
10260
10261         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask, hk_mask) {
10262
10263                 if (ilb == smp_processor_id())
10264                         continue;
10265
10266                 if (idle_cpu(ilb))
10267                         return ilb;
10268         }
10269
10270         return nr_cpu_ids;
10271 }
10272
10273 /*
10274  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10275  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
10276  */
10277 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10278 {
10279         int ilb_cpu;
10280
10281         /*
10282          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10283          * not if we only update stats.
10284          */
10285         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10286                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10287
10288         ilb_cpu = find_new_ilb();
10289
10290         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10291                 return;
10292
10293         /*
10294          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10295          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10296          */
10297         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10298         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10299                 return;
10300
10301         /*
10302          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10303          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10304          * will be run before returning from the IPI.
10305          */
10306         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10307 }
10308
10309 /*
10310  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10311  * of idle CPUs in the system.
10312  */
10313 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10314 {
10315         unsigned long now = jiffies;
10316         struct sched_domain_shared *sds;
10317         struct sched_domain *sd;
10318         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10319         unsigned int flags = 0;
10320
10321         if (unlikely(rq->idle_balance))
10322                 return;
10323
10324         /*
10325          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10326          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10327          */
10328         nohz_balance_exit_idle(rq);
10329
10330         /*
10331          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10332          * balancing.
10333          */
10334         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10335                 return;
10336
10337         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10338             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10339                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10340
10341         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10342                 goto out;
10343
10344         if (rq->nr_running >= 2) {
10345                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10346                 goto out;
10347         }
10348
10349         rcu_read_lock();
10350
10351         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10352         if (sd) {
10353                 /*
10354                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10355                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10356                  * on.
10357                  */
10358                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10359                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10360                         goto unlock;
10361                 }
10362         }
10363
10364         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10365         if (sd) {
10366                 /*
10367                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10368                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10369                  * around.
10370                  */
10371                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10372                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10373                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10374                                 goto unlock;
10375                         }
10376                 }
10377         }
10378
10379         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10380         if (sd) {
10381                 /*
10382                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10383                  * to run the misfit task on.
10384                  */
10385                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10386                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10387                         goto unlock;
10388                 }
10389
10390                 /*
10391                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10392                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10393                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10394                  *
10395                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10396                  */
10397                 goto unlock;
10398         }
10399
10400         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10401         if (sds) {
10402                 /*
10403                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10404                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10405                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10406                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10407                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10408                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10409                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10410                  */
10411                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10412                 if (nr_busy > 1) {
10413                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10414                         goto unlock;
10415                 }
10416         }
10417 unlock:
10418         rcu_read_unlock();
10419 out:
10420         if (flags)
10421                 kick_ilb(flags);
10422 }
10423
10424 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10425 {
10426         struct sched_domain *sd;
10427
10428         rcu_read_lock();
10429         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10430
10431         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10432                 goto unlock;
10433         sd->nohz_idle = 0;
10434
10435         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10436 unlock:
10437         rcu_read_unlock();
10438 }
10439
10440 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10441 {
10442         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10443
10444         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10445                 return;
10446
10447         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10448         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10449         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10450
10451         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10452 }
10453
10454 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10455 {
10456         struct sched_domain *sd;
10457
10458         rcu_read_lock();
10459         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10460
10461         if (!sd || sd->nohz_idle)
10462                 goto unlock;
10463         sd->nohz_idle = 1;
10464
10465         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10466 unlock:
10467         rcu_read_unlock();
10468 }
10469
10470 /*
10471  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10472  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10473  */
10474 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10475 {
10476         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10477
10478         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10479
10480         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10481         if (!cpu_active(cpu))
10482                 return;
10483
10484         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10485         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
10486                 return;
10487
10488         /*
10489          * Can be set safely without rq->lock held
10490          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10491          * rq->lock is held during the check and the clear
10492          */
10493         rq->has_blocked_load = 1;
10494
10495         /*
10496          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10497          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10498          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10499          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10500          */
10501         if (rq->nohz_tick_stopped)
10502                 goto out;
10503
10504         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10505         if (on_null_domain(rq))
10506                 return;
10507
10508         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10509
10510         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10511         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10512
10513         /*
10514          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10515          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10516          * store.
10517          */
10518         smp_mb__after_atomic();
10519
10520         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10521
10522 out:
10523         /*
10524          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10525          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10526          */
10527         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10528 }
10529
10530 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
10531 {
10532         unsigned int cpu = rq->cpu;
10533
10534         if (!rq->has_blocked_load)
10535                 return false;
10536
10537         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
10538                 return false;
10539
10540         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
10541                 return true;
10542
10543         update_blocked_averages(cpu);
10544
10545         return rq->has_blocked_load;
10546 }
10547
10548 /*
10549  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10550  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10551  * tasks movement depending of flags.
10552  */
10553 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
10554                                enum cpu_idle_type idle)
10555 {
10556         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10557         unsigned long now = jiffies;
10558         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10559         bool has_blocked_load = false;
10560         int update_next_balance = 0;
10561         int this_cpu = this_rq->cpu;
10562         int balance_cpu;
10563         struct rq *rq;
10564
10565         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10566
10567         /*
10568          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10569          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10570          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
10571          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10572          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10573          * check the load of an idle cpu.
10574          */
10575         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10576
10577         /*
10578          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10579          * store from nohz_balance_enter_idle().
10580          */
10581         smp_mb();
10582
10583         /*
10584          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
10585          * chance for other idle cpu to pull load.
10586          */
10587         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
10588                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
10589                         continue;
10590
10591                 /*
10592                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10593                  * work being done for other CPUs. Next load
10594                  * balancing owner will pick it up.
10595                  */
10596                 if (need_resched()) {
10597                         has_blocked_load = true;
10598                         goto abort;
10599                 }
10600
10601                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10602
10603                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
10604
10605                 /*
10606                  * If time for next balance is due,
10607                  * do the balance.
10608                  */
10609                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10610                         struct rq_flags rf;
10611
10612                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10613                         update_rq_clock(rq);
10614                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10615
10616                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10617                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10618                 }
10619
10620                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10621                         next_balance = rq->next_balance;
10622                         update_next_balance = 1;
10623                 }
10624         }
10625
10626         /*
10627          * next_balance will be updated only when there is a need.
10628          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10629          * updated.
10630          */
10631         if (likely(update_next_balance))
10632                 nohz.next_balance = next_balance;
10633
10634         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
10635                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
10636
10637 abort:
10638         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10639         if (has_blocked_load)
10640                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10641 }
10642
10643 /*
10644  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10645  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10646  */
10647 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10648 {
10649         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
10650
10651         if (!flags)
10652                 return false;
10653
10654         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
10655
10656         if (idle != CPU_IDLE)
10657                 return false;
10658
10659         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10660
10661         return true;
10662 }
10663
10664 /*
10665  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
10666  * idle state.
10667  */
10668 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
10669 {
10670         unsigned int flags;
10671
10672         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
10673
10674         /*
10675          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
10676          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
10677          */
10678         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
10679                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK, CPU_IDLE);
10680 }
10681
10682 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10683 {
10684         int this_cpu = this_rq->cpu;
10685
10686         /*
10687          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10688          * housekeeping
10689          */
10690         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
10691                 return;
10692
10693         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10694         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10695                 return;
10696
10697         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10698         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10699             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10700                 return;
10701
10702         /*
10703          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
10704          * before entering idle state.
10705          */
10706         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
10707 }
10708
10709 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10710 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10711
10712 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10713 {
10714         return false;
10715 }
10716
10717 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10718 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10719
10720 /*
10721  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10722  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10723  *
10724  * Returns:
10725  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10726  *     0 - failed, no new tasks
10727  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10728  */
10729 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10730 {
10731         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10732         int this_cpu = this_rq->cpu;
10733         struct sched_domain *sd;
10734         int pulled_task = 0;
10735         u64 curr_cost = 0;
10736
10737         update_misfit_status(NULL, this_rq);
10738
10739         /*
10740          * There is a task waiting to run. No need to search for one.
10741          * Return 0; the task will be enqueued when switching to idle.
10742          */
10743         if (this_rq->ttwu_pending)
10744                 return 0;
10745
10746         /*
10747          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
10748          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
10749          */
10750         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
10751
10752         /*
10753          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
10754          */
10755         if (!cpu_active(this_cpu))
10756                 return 0;
10757
10758         /*
10759          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
10760          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
10761          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
10762          * re-start the picking loop.
10763          */
10764         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
10765
10766         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
10767             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
10768
10769                 rcu_read_lock();
10770                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
10771                 if (sd)
10772                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10773                 rcu_read_unlock();
10774
10775                 goto out;
10776         }
10777
10778         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
10779
10780         update_blocked_averages(this_cpu);
10781         rcu_read_lock();
10782         for_each_domain(this_cpu, sd) {
10783                 int continue_balancing = 1;
10784                 u64 t0, domain_cost;
10785
10786                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
10787                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10788                         break;
10789                 }
10790
10791                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
10792                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
10793
10794                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
10795                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
10796                                                    &continue_balancing);
10797
10798                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
10799                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
10800                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
10801
10802                         curr_cost += domain_cost;
10803                 }
10804
10805                 update_next_balance(sd, &next_balance);
10806
10807                 /*
10808                  * Stop searching for tasks to pull if there are
10809                  * now runnable tasks on this rq.
10810                  */
10811                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0 ||
10812                     this_rq->ttwu_pending)
10813                         break;
10814         }
10815         rcu_read_unlock();
10816
10817         raw_spin_rq_lock(this_rq);
10818
10819         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
10820                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
10821
10822         /*
10823          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
10824          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
10825          * pretend we pulled a task.
10826          */
10827         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
10828                 pulled_task = 1;
10829
10830         /* Is there a task of a high priority class? */
10831         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
10832                 pulled_task = -1;
10833
10834 out:
10835         /* Move the next balance forward */
10836         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
10837                 this_rq->next_balance = next_balance;
10838
10839         if (pulled_task)
10840                 this_rq->idle_stamp = 0;
10841         else
10842                 nohz_newidle_balance(this_rq);
10843
10844         rq_repin_lock(this_rq, rf);
10845
10846         return pulled_task;
10847 }
10848
10849 /*
10850  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
10851  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
10852  */
10853 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
10854 {
10855         struct rq *this_rq = this_rq();
10856         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
10857                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10858
10859         /*
10860          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10861          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10862          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10863          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10864          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10865          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10866          */
10867         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10868                 return;
10869
10870         /* normal load balance */
10871         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10872         rebalance_domains(this_rq, idle);
10873 }
10874
10875 /*
10876  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10877  */
10878 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10879 {
10880         /*
10881          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
10882          * runqueue CPU is not active
10883          */
10884         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
10885                 return;
10886
10887         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10888                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10889
10890         nohz_balancer_kick(rq);
10891 }
10892
10893 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10894 {
10895         update_sysctl();
10896
10897         update_runtime_enabled(rq);
10898 }
10899
10900 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10901 {
10902         update_sysctl();
10903
10904         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10905         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10906 }
10907
10908 #endif /* CONFIG_SMP */
10909
10910 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
10911 static inline bool
10912 __entity_slice_used(struct sched_entity *se, int min_nr_tasks)
10913 {
10914         u64 slice = sched_slice(cfs_rq_of(se), se);
10915         u64 rtime = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
10916
10917         return (rtime * min_nr_tasks > slice);
10918 }
10919
10920 #define MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE   2
10921 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
10922 {
10923         if (!sched_core_enabled(rq))
10924                 return;
10925
10926         /*
10927          * If runqueue has only one task which used up its slice and
10928          * if the sibling is forced idle, then trigger schedule to
10929          * give forced idle task a chance.
10930          *
10931          * sched_slice() considers only this active rq and it gets the
10932          * whole slice. But during force idle, we have siblings acting
10933          * like a single runqueue and hence we need to consider runnable
10934          * tasks on this CPU and the forced idle CPU. Ideally, we should
10935          * go through the forced idle rq, but that would be a perf hit.
10936          * We can assume that the forced idle CPU has at least
10937          * MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE - 1 tasks and use that to check
10938          * if we need to give up the CPU.
10939          */
10940         if (rq->core->core_forceidle && rq->cfs.nr_running == 1 &&
10941             __entity_slice_used(&curr->se, MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE))
10942                 resched_curr(rq);
10943 }
10944
10945 /*
10946  * se_fi_update - Update the cfs_rq->min_vruntime_fi in a CFS hierarchy if needed.
10947  */
10948 static void se_fi_update(struct sched_entity *se, unsigned int fi_seq, bool forceidle)
10949 {
10950         for_each_sched_entity(se) {
10951                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10952
10953                 if (forceidle) {
10954                         if (cfs_rq->forceidle_seq == fi_seq)
10955                                 break;
10956                         cfs_rq->forceidle_seq = fi_seq;
10957                 }
10958
10959                 cfs_rq->min_vruntime_fi = cfs_rq->min_vruntime;
10960         }
10961 }
10962
10963 void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi)
10964 {
10965         struct sched_entity *se = &p->se;
10966
10967         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
10968                 return;
10969
10970         se_fi_update(se, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
10971 }
10972
10973 bool cfs_prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
10974 {
10975         struct rq *rq = task_rq(a);
10976         struct sched_entity *sea = &a->se;
10977         struct sched_entity *seb = &b->se;
10978         struct cfs_rq *cfs_rqa;
10979         struct cfs_rq *cfs_rqb;
10980         s64 delta;
10981
10982         SCHED_WARN_ON(task_rq(b)->core != rq->core);
10983
10984 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10985         /*
10986          * Find an se in the hierarchy for tasks a and b, such that the se's
10987          * are immediate siblings.
10988          */
10989         while (sea->cfs_rq->tg != seb->cfs_rq->tg) {
10990                 int sea_depth = sea->depth;
10991                 int seb_depth = seb->depth;
10992
10993                 if (sea_depth >= seb_depth)
10994                         sea = parent_entity(sea);
10995                 if (sea_depth <= seb_depth)
10996                         seb = parent_entity(seb);
10997         }
10998
10999         se_fi_update(sea, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11000         se_fi_update(seb, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11001
11002         cfs_rqa = sea->cfs_rq;
11003         cfs_rqb = seb->cfs_rq;
11004 #else
11005         cfs_rqa = &task_rq(a)->cfs;
11006         cfs_rqb = &task_rq(b)->cfs;
11007 #endif
11008
11009         /*
11010          * Find delta after normalizing se's vruntime with its cfs_rq's
11011          * min_vruntime_fi, which would have been updated in prior calls
11012          * to se_fi_update().
11013          */
11014         delta = (s64)(sea->vruntime - seb->vruntime) +
11015                 (s64)(cfs_rqb->min_vruntime_fi - cfs_rqa->min_vruntime_fi);
11016
11017         return delta > 0;
11018 }
11019 #else
11020 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr) {}
11021 #endif
11022
11023 /*
11024  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
11025  *
11026  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
11027  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
11028  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
11029  * parameters.
11030  */
11031 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
11032 {
11033         struct cfs_rq *cfs_rq;
11034         struct sched_entity *se = &curr->se;
11035
11036         for_each_sched_entity(se) {
11037                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11038                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
11039         }
11040
11041         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
11042                 task_tick_numa(rq, curr);
11043
11044         update_misfit_status(curr, rq);
11045         update_overutilized_status(task_rq(curr));
11046
11047         task_tick_core(rq, curr);
11048 }
11049
11050 /*
11051  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
11052  *  - child not yet on the tasklist
11053  *  - preemption disabled
11054  */
11055 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
11056 {
11057         struct cfs_rq *cfs_rq;
11058         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
11059         struct rq *rq = this_rq();
11060         struct rq_flags rf;
11061
11062         rq_lock(rq, &rf);
11063         update_rq_clock(rq);
11064
11065         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
11066         curr = cfs_rq->curr;
11067         if (curr) {
11068                 update_curr(cfs_rq);
11069                 se->vruntime = curr->vruntime;
11070         }
11071         place_entity(cfs_rq, se, 1);
11072
11073         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
11074                 /*
11075                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
11076                  * 'current' within the tree based on its new key value.
11077                  */
11078                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
11079                 resched_curr(rq);
11080         }
11081
11082         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11083         rq_unlock(rq, &rf);
11084 }
11085
11086 /*
11087  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
11088  * the current task.
11089  */
11090 static void
11091 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
11092 {
11093         if (!task_on_rq_queued(p))
11094                 return;
11095
11096         if (rq->cfs.nr_running == 1)
11097                 return;
11098
11099         /*
11100          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
11101          * our priority decreased, or if we are not currently running on
11102          * this runqueue and our priority is higher than the current's
11103          */
11104         if (task_current(rq, p)) {
11105                 if (p->prio > oldprio)
11106                         resched_curr(rq);
11107         } else
11108                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
11109 }
11110
11111 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
11112 {
11113         struct sched_entity *se = &p->se;
11114
11115         /*
11116          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
11117          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
11118          * vruntime.
11119          */
11120         if (p->on_rq)
11121                 return true;
11122
11123         /*
11124          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
11125          * But there are some cases where it has already been normalized:
11126          *
11127          * - A forked child which is waiting for being woken up by
11128          *   wake_up_new_task().
11129          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
11130          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
11131          */
11132         if (!se->sum_exec_runtime ||
11133             (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
11134                 return true;
11135
11136         return false;
11137 }
11138
11139 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11140 /*
11141  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
11142  * visible to the root
11143  */
11144 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11145 {
11146         struct cfs_rq *cfs_rq;
11147
11148         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se));
11149
11150         /* Start to propagate at parent */
11151         se = se->parent;
11152
11153         for_each_sched_entity(se) {
11154                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11155
11156                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq)){
11157                         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
11158                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
11159                         continue;
11160                 }
11161
11162                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
11163                         break;
11164         }
11165 }
11166 #else
11167 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
11168 #endif
11169
11170 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11171 {
11172         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11173
11174         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
11175         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
11176         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11177         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11178         propagate_entity_cfs_rq(se);
11179 }
11180
11181 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11182 {
11183         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11184
11185 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11186         /*
11187          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
11188          * class maintain depth value), reset depth properly.
11189          */
11190         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11191 #endif
11192
11193         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
11194         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
11195         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11196         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11197         propagate_entity_cfs_rq(se);
11198 }
11199
11200 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11201 {
11202         struct sched_entity *se = &p->se;
11203         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11204
11205         if (!vruntime_normalized(p)) {
11206                 /*
11207                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
11208                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
11209                  */
11210                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
11211                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11212         }
11213
11214         detach_entity_cfs_rq(se);
11215 }
11216
11217 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11218 {
11219         struct sched_entity *se = &p->se;
11220         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11221
11222         attach_entity_cfs_rq(se);
11223
11224         if (!vruntime_normalized(p))
11225                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
11226 }
11227
11228 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11229 {
11230         detach_task_cfs_rq(p);
11231 }
11232
11233 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11234 {
11235         attach_task_cfs_rq(p);
11236
11237         if (task_on_rq_queued(p)) {
11238                 /*
11239                  * We were most likely switched from sched_rt, so
11240                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
11241                  * if we can still preempt the current task.
11242                  */
11243                 if (task_current(rq, p))
11244                         resched_curr(rq);
11245                 else
11246                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
11247         }
11248 }
11249
11250 /* Account for a task changing its policy or group.
11251  *
11252  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
11253  * migrates between groups/classes.
11254  */
11255 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
11256 {
11257         struct sched_entity *se = &p->se;
11258
11259 #ifdef CONFIG_SMP
11260         if (task_on_rq_queued(p)) {
11261                 /*
11262                  * Move the next running task to the front of the list, so our
11263                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
11264                  */
11265                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
11266         }
11267 #endif
11268
11269         for_each_sched_entity(se) {
11270                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11271
11272                 set_next_entity(cfs_rq, se);
11273                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
11274                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
11275         }
11276 }
11277
11278 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
11279 {
11280         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
11281         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
11282 #ifndef CONFIG_64BIT
11283         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
11284 #endif
11285 #ifdef CONFIG_SMP
11286         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
11287 #endif
11288 }
11289
11290 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11291 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
11292 {
11293         struct sched_entity *se = &p->se;
11294
11295         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11296         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11297 }
11298
11299 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
11300 {
11301         detach_task_cfs_rq(p);
11302         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11303
11304 #ifdef CONFIG_SMP
11305         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
11306         p->se.avg.last_update_time = 0;
11307 #endif
11308         attach_task_cfs_rq(p);
11309 }
11310
11311 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
11312 {
11313         switch (type) {
11314         case TASK_SET_GROUP:
11315                 task_set_group_fair(p);
11316                 break;
11317
11318         case TASK_MOVE_GROUP:
11319                 task_move_group_fair(p);
11320                 break;
11321         }
11322 }
11323
11324 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11325 {
11326         int i;
11327
11328         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11329
11330         for_each_possible_cpu(i) {
11331                 if (tg->cfs_rq)
11332                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
11333                 if (tg->se)
11334                         kfree(tg->se[i]);
11335         }
11336
11337         kfree(tg->cfs_rq);
11338         kfree(tg->se);
11339 }
11340
11341 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11342 {
11343         struct sched_entity *se;
11344         struct cfs_rq *cfs_rq;
11345         int i;
11346
11347         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11348         if (!tg->cfs_rq)
11349                 goto err;
11350         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11351         if (!tg->se)
11352                 goto err;
11353
11354         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11355
11356         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11357
11358         for_each_possible_cpu(i) {
11359                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11360                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11361                 if (!cfs_rq)
11362                         goto err;
11363
11364                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
11365                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11366                 if (!se)
11367                         goto err_free_rq;
11368
11369                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11370                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11371                 init_entity_runnable_average(se);
11372         }
11373
11374         return 1;
11375
11376 err_free_rq:
11377         kfree(cfs_rq);
11378 err:
11379         return 0;
11380 }
11381
11382 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11383 {
11384         struct sched_entity *se;
11385         struct rq_flags rf;
11386         struct rq *rq;
11387         int i;
11388
11389         for_each_possible_cpu(i) {
11390                 rq = cpu_rq(i);
11391                 se = tg->se[i];
11392                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11393                 update_rq_clock(rq);
11394                 attach_entity_cfs_rq(se);
11395                 sync_throttle(tg, i);
11396                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11397         }
11398 }
11399
11400 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11401 {
11402         unsigned long flags;
11403         struct rq *rq;
11404         int cpu;
11405
11406         for_each_possible_cpu(cpu) {
11407                 if (tg->se[cpu])
11408                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11409
11410                 /*
11411                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11412                  * check on_list without danger of it being re-added.
11413                  */
11414                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11415                         continue;
11416
11417                 rq = cpu_rq(cpu);
11418
11419                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
11420                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11421                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
11422         }
11423 }
11424
11425 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11426                         struct sched_entity *se, int cpu,
11427                         struct sched_entity *parent)
11428 {
11429         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11430
11431         cfs_rq->tg = tg;
11432         cfs_rq->rq = rq;
11433         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11434
11435         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11436         tg->se[cpu] = se;
11437
11438         /* se could be NULL for root_task_group */
11439         if (!se)
11440                 return;
11441
11442         if (!parent) {
11443                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11444                 se->depth = 0;
11445         } else {
11446                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11447                 se->depth = parent->depth + 1;
11448         }
11449
11450         se->my_q = cfs_rq;
11451         /* guarantee group entities always have weight */
11452         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11453         se->parent = parent;
11454 }
11455
11456 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11457
11458 static int __sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11459 {
11460         int i;
11461
11462         lockdep_assert_held(&shares_mutex);
11463
11464         /*
11465          * We can't change the weight of the root cgroup.
11466          */
11467         if (!tg->se[0])
11468                 return -EINVAL;
11469
11470         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11471
11472         if (tg->shares == shares)
11473                 return 0;
11474
11475         tg->shares = shares;
11476         for_each_possible_cpu(i) {
11477                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11478                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11479                 struct rq_flags rf;
11480
11481                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11482                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11483                 update_rq_clock(rq);
11484                 for_each_sched_entity(se) {
11485                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11486                         update_cfs_group(se);
11487                 }
11488                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11489         }
11490
11491         return 0;
11492 }
11493
11494 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11495 {
11496         int ret;
11497
11498         mutex_lock(&shares_mutex);
11499         if (tg_is_idle(tg))
11500                 ret = -EINVAL;
11501         else
11502                 ret = __sched_group_set_shares(tg, shares);
11503         mutex_unlock(&shares_mutex);
11504
11505         return ret;
11506 }
11507
11508 int sched_group_set_idle(struct task_group *tg, long idle)
11509 {
11510         int i;
11511
11512         if (tg == &root_task_group)
11513                 return -EINVAL;
11514
11515         if (idle < 0 || idle > 1)
11516                 return -EINVAL;
11517
11518         mutex_lock(&shares_mutex);
11519
11520         if (tg->idle == idle) {
11521                 mutex_unlock(&shares_mutex);
11522                 return 0;
11523         }
11524
11525         tg->idle = idle;
11526
11527         for_each_possible_cpu(i) {
11528                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11529                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11530                 struct cfs_rq *grp_cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
11531                 bool was_idle = cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq);
11532                 long idle_task_delta;
11533                 struct rq_flags rf;
11534
11535                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11536
11537                 grp_cfs_rq->idle = idle;
11538                 if (WARN_ON_ONCE(was_idle == cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq)))
11539                         goto next_cpu;
11540
11541                 idle_task_delta = grp_cfs_rq->h_nr_running -
11542                                   grp_cfs_rq->idle_h_nr_running;
11543                 if (!cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
11544                         idle_task_delta *= -1;
11545
11546                 for_each_sched_entity(se) {
11547                         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11548
11549                         if (!se->on_rq)
11550                                 break;
11551
11552                         cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
11553
11554                         /* Already accounted at parent level and above. */
11555                         if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
11556                                 break;
11557                 }
11558
11559 next_cpu:
11560                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11561         }
11562
11563         /* Idle groups have minimum weight. */
11564         if (tg_is_idle(tg))
11565                 __sched_group_set_shares(tg, scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO));
11566         else
11567                 __sched_group_set_shares(tg, NICE_0_LOAD);
11568
11569         mutex_unlock(&shares_mutex);
11570         return 0;
11571 }
11572
11573 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11574
11575 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11576
11577 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11578 {
11579         return 1;
11580 }
11581
11582 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11583
11584 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11585
11586 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11587
11588
11589 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11590 {
11591         struct sched_entity *se = &task->se;
11592         unsigned int rr_interval = 0;
11593
11594         /*
11595          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11596          * idle runqueue:
11597          */
11598         if (rq->cfs.load.weight)
11599                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11600
11601         return rr_interval;
11602 }
11603
11604 /*
11605  * All the scheduling class methods:
11606  */
11607 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
11608
11609         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11610         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11611         .yield_task             = yield_task_fair,
11612         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11613
11614         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11615
11616         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11617         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11618         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11619
11620 #ifdef CONFIG_SMP
11621         .balance                = balance_fair,
11622         .pick_task              = pick_task_fair,
11623         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11624         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
11625
11626         .rq_online              = rq_online_fair,
11627         .rq_offline             = rq_offline_fair,
11628
11629         .task_dead              = task_dead_fair,
11630         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
11631 #endif
11632
11633         .task_tick              = task_tick_fair,
11634         .task_fork              = task_fork_fair,
11635
11636         .prio_changed           = prio_changed_fair,
11637         .switched_from          = switched_from_fair,
11638         .switched_to            = switched_to_fair,
11639
11640         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
11641
11642         .update_curr            = update_curr_fair,
11643
11644 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11645         .task_change_group      = task_change_group_fair,
11646 #endif
11647
11648 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
11649         .uclamp_enabled         = 1,
11650 #endif
11651 };
11652
11653 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
11654 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
11655 {
11656         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
11657
11658         rcu_read_lock();
11659         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
11660                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
11661         rcu_read_unlock();
11662 }
11663
11664 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
11665 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
11666 {
11667         int node;
11668         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
11669         struct numa_group *ng;
11670
11671         rcu_read_lock();
11672         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
11673         for_each_online_node(node) {
11674                 if (p->numa_faults) {
11675                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
11676                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11677                 }
11678                 if (ng) {
11679                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
11680                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11681                 }
11682                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
11683         }
11684         rcu_read_unlock();
11685 }
11686 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
11687 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
11688
11689 __init void init_sched_fair_class(void)
11690 {
11691 #ifdef CONFIG_SMP
11692         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
11693
11694 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11695         nohz.next_balance = jiffies;
11696         nohz.next_blocked = jiffies;
11697         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
11698 #endif
11699 #endif /* SMP */
11700
11701 }
11702
11703 /*
11704  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
11705  */
11706
11707 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
11708 {
11709 #ifdef CONFIG_SMP
11710         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
11711 #else
11712         return NULL;
11713 #endif
11714 }
11715 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
11716
11717 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
11718 {
11719         if (!cfs_rq) {
11720                 if (str)
11721                         strlcpy(str, "(null)", len);
11722                 else
11723                         return NULL;
11724         }
11725
11726         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
11727         return str;
11728 }
11729 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
11730
11731 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
11732 {
11733         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
11734 }
11735 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
11736
11737 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
11738 {
11739 #ifdef CONFIG_SMP
11740         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
11741 #else
11742         return NULL;
11743 #endif
11744 }
11745 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
11746
11747 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
11748 {
11749 #ifdef CONFIG_SMP
11750         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
11751 #else
11752         return NULL;
11753 #endif
11754 }
11755 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
11756
11757 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
11758 {
11759 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
11760         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
11761 #else
11762         return NULL;
11763 #endif
11764 }
11765 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
11766
11767 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
11768 {
11769         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
11770 }
11771 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
11772
11773 int sched_trace_rq_cpu_capacity(struct rq *rq)
11774 {
11775         return rq ?
11776 #ifdef CONFIG_SMP
11777                 rq->cpu_capacity
11778 #else
11779                 SCHED_CAPACITY_SCALE
11780 #endif
11781                 : -1;
11782 }
11783 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu_capacity);
11784
11785 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
11786 {
11787 #ifdef CONFIG_SMP
11788         return rd ? rd->span : NULL;
11789 #else
11790         return NULL;
11791 #endif
11792 }
11793 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);
11794
11795 int sched_trace_rq_nr_running(struct rq *rq)
11796 {
11797         return rq ? rq->nr_running : -1;
11798 }
11799 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_nr_running);