8da0222924cf278dc06b66411821a9b7948fc32c
[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 #include <trace/events/sched.h>
26
27 /*
28  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
29  *
30  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
31  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
32  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
33  * based scheduling concepts.
34  *
35  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
36  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
37  *
38  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
39  */
40 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
41 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
42
43 /*
44  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
45  *
46  * Options are:
47  *
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
49  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
50  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
51  *
52  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
53  */
54 enum sched_tunable_scaling sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
55
56 /*
57  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
58  *
59  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
60  */
61 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
62 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
63
64 /*
65  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
66  */
67 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
68
69 /*
70  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
71  * parent will (try to) run first.
72  */
73 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
74
75 /*
76  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
77  *
78  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
79  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
80  * have immediate wakeup/sleep latencies.
81  *
82  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
83  */
84 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
85 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
86
87 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
88
89 #ifdef CONFIG_SMP
90 /*
91  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
92  */
93 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
94 {
95         return -cpu;
96 }
97
98 /*
99  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
100  *
101  * (default: ~20%)
102  */
103 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
104
105 #endif
106
107 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
108 /*
109  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
110  * each time a cfs_rq requests quota.
111  *
112  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
113  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
114  * we will always only issue the remaining available time.
115  *
116  * (default: 5 msec, units: microseconds)
117  */
118 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
119 #endif
120
121 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
122 {
123         lw->weight += inc;
124         lw->inv_weight = 0;
125 }
126
127 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
128 {
129         lw->weight -= dec;
130         lw->inv_weight = 0;
131 }
132
133 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
134 {
135         lw->weight = w;
136         lw->inv_weight = 0;
137 }
138
139 /*
140  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
141  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
142  * to users decreases. But the relationship is not linear,
143  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
144  * number of CPUs.
145  *
146  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
147  */
148 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
149 {
150         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
151         unsigned int factor;
152
153         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
154         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
155                 factor = 1;
156                 break;
157         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
158                 factor = cpus;
159                 break;
160         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
161         default:
162                 factor = 1 + ilog2(cpus);
163                 break;
164         }
165
166         return factor;
167 }
168
169 static void update_sysctl(void)
170 {
171         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
172
173 #define SET_SYSCTL(name) \
174         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
175         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
176         SET_SYSCTL(sched_latency);
177         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
178 #undef SET_SYSCTL
179 }
180
181 void sched_init_granularity(void)
182 {
183         update_sysctl();
184 }
185
186 #define WMULT_CONST     (~0U)
187 #define WMULT_SHIFT     32
188
189 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
190 {
191         unsigned long w;
192
193         if (likely(lw->inv_weight))
194                 return;
195
196         w = scale_load_down(lw->weight);
197
198         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
199                 lw->inv_weight = 1;
200         else if (unlikely(!w))
201                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
202         else
203                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
204 }
205
206 /*
207  * delta_exec * weight / lw.weight
208  *   OR
209  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
210  *
211  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
212  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
213  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
214  *
215  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
216  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
217  */
218 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
219 {
220         u64 fact = scale_load_down(weight);
221         int shift = WMULT_SHIFT;
222
223         __update_inv_weight(lw);
224
225         if (unlikely(fact >> 32)) {
226                 while (fact >> 32) {
227                         fact >>= 1;
228                         shift--;
229                 }
230         }
231
232         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
233
234         while (fact >> 32) {
235                 fact >>= 1;
236                 shift--;
237         }
238
239         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
240 }
241
242
243 const struct sched_class fair_sched_class;
244
245 /**************************************************************
246  * CFS operations on generic schedulable entities:
247  */
248
249 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
250 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
251 {
252         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
253         return container_of(se, struct task_struct, se);
254 }
255
256 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
257 #define for_each_sched_entity(se) \
258                 for (; se; se = se->parent)
259
260 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
261 {
262         return p->se.cfs_rq;
263 }
264
265 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
266 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
267 {
268         return se->cfs_rq;
269 }
270
271 /* runqueue "owned" by this group */
272 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
273 {
274         return grp->my_q;
275 }
276
277 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
278 {
279         if (!path)
280                 return;
281
282         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
283                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
284         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
285                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
286         else
287                 strlcpy(path, "(null)", len);
288 }
289
290 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
291 {
292         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
293         int cpu = cpu_of(rq);
294
295         if (cfs_rq->on_list)
296                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
297
298         cfs_rq->on_list = 1;
299
300         /*
301          * Ensure we either appear before our parent (if already
302          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
303          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
304          * reduces this to two cases and a special case for the root
305          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
306          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
307          * to a tree or when we reach the top of the tree
308          */
309         if (cfs_rq->tg->parent &&
310             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
311                 /*
312                  * If parent is already on the list, we add the child
313                  * just before. Thanks to circular linked property of
314                  * the list, this means to put the child at the tail
315                  * of the list that starts by parent.
316                  */
317                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
318                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
319                 /*
320                  * The branch is now connected to its tree so we can
321                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
322                  * list.
323                  */
324                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
325                 return true;
326         }
327
328         if (!cfs_rq->tg->parent) {
329                 /*
330                  * cfs rq without parent should be put
331                  * at the tail of the list.
332                  */
333                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
334                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
335                 /*
336                  * We have reach the top of a tree so we can reset
337                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
338                  */
339                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
340                 return true;
341         }
342
343         /*
344          * The parent has not already been added so we want to
345          * make sure that it will be put after us.
346          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
347          * where we will add parent.
348          */
349         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
350         /*
351          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
352          * of the branch
353          */
354         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
355         return false;
356 }
357
358 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
359 {
360         if (cfs_rq->on_list) {
361                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
362
363                 /*
364                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
365                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
366                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
367                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
368                  * at the end of the enqueue.
369                  */
370                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
371                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
372
373                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
374                 cfs_rq->on_list = 0;
375         }
376 }
377
378 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
379 {
380         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
381 }
382
383 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
384 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
385         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
386                                  leaf_cfs_rq_list)
387
388 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
389 static inline struct cfs_rq *
390 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
391 {
392         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
393                 return se->cfs_rq;
394
395         return NULL;
396 }
397
398 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
399 {
400         return se->parent;
401 }
402
403 static void
404 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
405 {
406         int se_depth, pse_depth;
407
408         /*
409          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
410          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
411          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
412          * parent.
413          */
414
415         /* First walk up until both entities are at same depth */
416         se_depth = (*se)->depth;
417         pse_depth = (*pse)->depth;
418
419         while (se_depth > pse_depth) {
420                 se_depth--;
421                 *se = parent_entity(*se);
422         }
423
424         while (pse_depth > se_depth) {
425                 pse_depth--;
426                 *pse = parent_entity(*pse);
427         }
428
429         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
430                 *se = parent_entity(*se);
431                 *pse = parent_entity(*pse);
432         }
433 }
434
435 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
436
437 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
438 {
439         return container_of(se, struct task_struct, se);
440 }
441
442 #define for_each_sched_entity(se) \
443                 for (; se; se = NULL)
444
445 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
446 {
447         return &task_rq(p)->cfs;
448 }
449
450 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
451 {
452         struct task_struct *p = task_of(se);
453         struct rq *rq = task_rq(p);
454
455         return &rq->cfs;
456 }
457
458 /* runqueue "owned" by this group */
459 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
460 {
461         return NULL;
462 }
463
464 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
465 {
466         if (path)
467                 strlcpy(path, "(null)", len);
468 }
469
470 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
471 {
472         return true;
473 }
474
475 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
476 {
477 }
478
479 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
480 {
481 }
482
483 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
484                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
485
486 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
487 {
488         return NULL;
489 }
490
491 static inline void
492 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
493 {
494 }
495
496 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
497
498 static __always_inline
499 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
500
501 /**************************************************************
502  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
503  */
504
505 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
506 {
507         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
508         if (delta > 0)
509                 max_vruntime = vruntime;
510
511         return max_vruntime;
512 }
513
514 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
515 {
516         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
517         if (delta < 0)
518                 min_vruntime = vruntime;
519
520         return min_vruntime;
521 }
522
523 static inline int entity_before(struct sched_entity *a,
524                                 struct sched_entity *b)
525 {
526         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
527 }
528
529 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
530 {
531         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
532         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
533
534         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
535
536         if (curr) {
537                 if (curr->on_rq)
538                         vruntime = curr->vruntime;
539                 else
540                         curr = NULL;
541         }
542
543         if (leftmost) { /* non-empty tree */
544                 struct sched_entity *se;
545                 se = rb_entry(leftmost, struct sched_entity, run_node);
546
547                 if (!curr)
548                         vruntime = se->vruntime;
549                 else
550                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
551         }
552
553         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
554         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
555 #ifndef CONFIG_64BIT
556         smp_wmb();
557         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
558 #endif
559 }
560
561 /*
562  * Enqueue an entity into the rb-tree:
563  */
564 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
565 {
566         struct rb_node **link = &cfs_rq->tasks_timeline.rb_root.rb_node;
567         struct rb_node *parent = NULL;
568         struct sched_entity *entry;
569         bool leftmost = true;
570
571         /*
572          * Find the right place in the rbtree:
573          */
574         while (*link) {
575                 parent = *link;
576                 entry = rb_entry(parent, struct sched_entity, run_node);
577                 /*
578                  * We dont care about collisions. Nodes with
579                  * the same key stay together.
580                  */
581                 if (entity_before(se, entry)) {
582                         link = &parent->rb_left;
583                 } else {
584                         link = &parent->rb_right;
585                         leftmost = false;
586                 }
587         }
588
589         rb_link_node(&se->run_node, parent, link);
590         rb_insert_color_cached(&se->run_node,
591                                &cfs_rq->tasks_timeline, leftmost);
592 }
593
594 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
595 {
596         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
597 }
598
599 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
600 {
601         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
602
603         if (!left)
604                 return NULL;
605
606         return rb_entry(left, struct sched_entity, run_node);
607 }
608
609 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
610 {
611         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
612
613         if (!next)
614                 return NULL;
615
616         return rb_entry(next, struct sched_entity, run_node);
617 }
618
619 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
620 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
621 {
622         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
623
624         if (!last)
625                 return NULL;
626
627         return rb_entry(last, struct sched_entity, run_node);
628 }
629
630 /**************************************************************
631  * Scheduling class statistics methods:
632  */
633
634 int sched_proc_update_handler(struct ctl_table *table, int write,
635                 void __user *buffer, size_t *lenp,
636                 loff_t *ppos)
637 {
638         int ret = proc_dointvec_minmax(table, write, buffer, lenp, ppos);
639         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
640
641         if (ret || !write)
642                 return ret;
643
644         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
645                                         sysctl_sched_min_granularity);
646
647 #define WRT_SYSCTL(name) \
648         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
649         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
650         WRT_SYSCTL(sched_latency);
651         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
652 #undef WRT_SYSCTL
653
654         return 0;
655 }
656 #endif
657
658 /*
659  * delta /= w
660  */
661 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
662 {
663         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
664                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
665
666         return delta;
667 }
668
669 /*
670  * The idea is to set a period in which each task runs once.
671  *
672  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
673  * this period because otherwise the slices get too small.
674  *
675  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
676  */
677 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
678 {
679         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
680                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
681         else
682                 return sysctl_sched_latency;
683 }
684
685 /*
686  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
687  * proportional to the weight.
688  *
689  * s = p*P[w/rw]
690  */
691 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
692 {
693         u64 slice = __sched_period(cfs_rq->nr_running + !se->on_rq);
694
695         for_each_sched_entity(se) {
696                 struct load_weight *load;
697                 struct load_weight lw;
698
699                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
700                 load = &cfs_rq->load;
701
702                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
703                         lw = cfs_rq->load;
704
705                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
706                         load = &lw;
707                 }
708                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
709         }
710         return slice;
711 }
712
713 /*
714  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
715  *
716  * vs = s/w
717  */
718 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
719 {
720         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
721 }
722
723 #include "pelt.h"
724 #ifdef CONFIG_SMP
725
726 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
727 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
728 static unsigned long capacity_of(int cpu);
729
730 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
731 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
732 {
733         struct sched_avg *sa = &se->avg;
734
735         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
736
737         /*
738          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
739          * they get a chance to stabilize to their real load level.
740          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
741          * nothing has been attached to the task group yet.
742          */
743         if (entity_is_task(se))
744                 sa->runnable_load_avg = sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
745
746         se->runnable_weight = se->load.weight;
747
748         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
749 }
750
751 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
752
753 /*
754  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
755  * based on the cfs_rq's current util_avg:
756  *
757  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
758  *
759  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
760  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
761  * as when the series is a harmonic series.
762  *
763  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
764  * only 1/2 of the left utilization budget:
765  *
766  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
767  *
768  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
769  *
770  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
771  * the beginning would be like:
772  *
773  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
774  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
775  *
776  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
777  * if util_avg > util_avg_cap.
778  */
779 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
780 {
781         struct sched_entity *se = &p->se;
782         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
783         struct sched_avg *sa = &se->avg;
784         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
785         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
786
787         if (cap > 0) {
788                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
789                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
790                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
791
792                         if (sa->util_avg > cap)
793                                 sa->util_avg = cap;
794                 } else {
795                         sa->util_avg = cap;
796                 }
797         }
798
799         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
800                 /*
801                  * For !fair tasks do:
802                  *
803                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
804                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
805                 switched_from_fair(rq, p);
806                  *
807                  * such that the next switched_to_fair() has the
808                  * expected state.
809                  */
810                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
811                 return;
812         }
813
814         attach_entity_cfs_rq(se);
815 }
816
817 #else /* !CONFIG_SMP */
818 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
819 {
820 }
821 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
822 {
823 }
824 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
825 {
826 }
827 #endif /* CONFIG_SMP */
828
829 /*
830  * Update the current task's runtime statistics.
831  */
832 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
833 {
834         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
835         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
836         u64 delta_exec;
837
838         if (unlikely(!curr))
839                 return;
840
841         delta_exec = now - curr->exec_start;
842         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
843                 return;
844
845         curr->exec_start = now;
846
847         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
848                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
849
850         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
851         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
852
853         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
854         update_min_vruntime(cfs_rq);
855
856         if (entity_is_task(curr)) {
857                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
858
859                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
860                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
861                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
862         }
863
864         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
865 }
866
867 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
868 {
869         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
870 }
871
872 static inline void
873 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
874 {
875         u64 wait_start, prev_wait_start;
876
877         if (!schedstat_enabled())
878                 return;
879
880         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
881         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
882
883         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
884             likely(wait_start > prev_wait_start))
885                 wait_start -= prev_wait_start;
886
887         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
888 }
889
890 static inline void
891 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
892 {
893         struct task_struct *p;
894         u64 delta;
895
896         if (!schedstat_enabled())
897                 return;
898
899         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
900
901         if (entity_is_task(se)) {
902                 p = task_of(se);
903                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
904                         /*
905                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
906                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
907                          * prior to migration.
908                          */
909                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
910                         return;
911                 }
912                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
913         }
914
915         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
916                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
917         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
918         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
919         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
920 }
921
922 static inline void
923 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
924 {
925         struct task_struct *tsk = NULL;
926         u64 sleep_start, block_start;
927
928         if (!schedstat_enabled())
929                 return;
930
931         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
932         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
933
934         if (entity_is_task(se))
935                 tsk = task_of(se);
936
937         if (sleep_start) {
938                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
939
940                 if ((s64)delta < 0)
941                         delta = 0;
942
943                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
944                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
945
946                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
947                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
948
949                 if (tsk) {
950                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
951                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
952                 }
953         }
954         if (block_start) {
955                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
956
957                 if ((s64)delta < 0)
958                         delta = 0;
959
960                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
961                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
962
963                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
964                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
965
966                 if (tsk) {
967                         if (tsk->in_iowait) {
968                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
969                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
970                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
971                         }
972
973                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
974
975                         /*
976                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
977                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
978                          * amount of time that the task spent sleeping:
979                          */
980                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
981                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
982                                                 (void *)get_wchan(tsk),
983                                                 delta >> 20);
984                         }
985                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
986                 }
987         }
988 }
989
990 /*
991  * Task is being enqueued - update stats:
992  */
993 static inline void
994 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
995 {
996         if (!schedstat_enabled())
997                 return;
998
999         /*
1000          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1001          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1002          */
1003         if (se != cfs_rq->curr)
1004                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1005
1006         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1007                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1008 }
1009
1010 static inline void
1011 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1012 {
1013
1014         if (!schedstat_enabled())
1015                 return;
1016
1017         /*
1018          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1019          * waiting task:
1020          */
1021         if (se != cfs_rq->curr)
1022                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1023
1024         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1025                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1026
1027                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1028                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1029                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1030                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1031                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1032                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1033         }
1034 }
1035
1036 /*
1037  * We are picking a new current task - update its stats:
1038  */
1039 static inline void
1040 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1041 {
1042         /*
1043          * We are starting a new run period:
1044          */
1045         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1046 }
1047
1048 /**************************************************
1049  * Scheduling class queueing methods:
1050  */
1051
1052 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1053 /*
1054  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1055  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1056  * numa_balancing_scan_size.
1057  */
1058 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1059 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1060
1061 /* Portion of address space to scan in MB */
1062 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1063
1064 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1065 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1066
1067 struct numa_group {
1068         refcount_t refcount;
1069
1070         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1071         int nr_tasks;
1072         pid_t gid;
1073         int active_nodes;
1074
1075         struct rcu_head rcu;
1076         unsigned long total_faults;
1077         unsigned long max_faults_cpu;
1078         /*
1079          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1080          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1081          * more by CPU use than by memory faults.
1082          */
1083         unsigned long *faults_cpu;
1084         unsigned long faults[0];
1085 };
1086
1087 /*
1088  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1089  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1090  */
1091 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1092 {
1093         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1094                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1095 }
1096
1097 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1098 {
1099         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1100 }
1101
1102 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1103 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1104
1105 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1106 {
1107         unsigned long rss = 0;
1108         unsigned long nr_scan_pages;
1109
1110         /*
1111          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1112          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1113          * on resident pages
1114          */
1115         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1116         rss = get_mm_rss(p->mm);
1117         if (!rss)
1118                 rss = nr_scan_pages;
1119
1120         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1121         return rss / nr_scan_pages;
1122 }
1123
1124 /* For sanitys sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1125 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1126
1127 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1128 {
1129         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1130         unsigned int scan, floor;
1131         unsigned int windows = 1;
1132
1133         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1134                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1135         floor = 1000 / windows;
1136
1137         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1138         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1139 }
1140
1141 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1142 {
1143         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1144         unsigned long period = smin;
1145         struct numa_group *ng;
1146
1147         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1148         rcu_read_lock();
1149         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1150         if (ng) {
1151                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1152                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1153
1154                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1155                 period *= shared + 1;
1156                 period /= private + shared + 1;
1157         }
1158         rcu_read_unlock();
1159
1160         return max(smin, period);
1161 }
1162
1163 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1164 {
1165         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1166         unsigned long smax;
1167         struct numa_group *ng;
1168
1169         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1170         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1171
1172         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1173         ng = deref_curr_numa_group(p);
1174         if (ng) {
1175                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1176                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1177                 unsigned long period = smax;
1178
1179                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1180                 period *= shared + 1;
1181                 period /= private + shared + 1;
1182
1183                 smax = max(smax, period);
1184         }
1185
1186         return max(smin, smax);
1187 }
1188
1189 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1190 {
1191         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1192         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1193 }
1194
1195 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1196 {
1197         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1198         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1199 }
1200
1201 /* Shared or private faults. */
1202 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1203
1204 /* Memory and CPU locality */
1205 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1206
1207 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1208 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1209
1210 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1211 {
1212         struct numa_group *ng;
1213         pid_t gid = 0;
1214
1215         rcu_read_lock();
1216         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1217         if (ng)
1218                 gid = ng->gid;
1219         rcu_read_unlock();
1220
1221         return gid;
1222 }
1223
1224 /*
1225  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1226  * occupy the first half of the array. The second half of the
1227  * array is for current counters, which are averaged into the
1228  * first set by task_numa_placement.
1229  */
1230 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1231 {
1232         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1233 }
1234
1235 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1236 {
1237         if (!p->numa_faults)
1238                 return 0;
1239
1240         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1241                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1242 }
1243
1244 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1245 {
1246         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1247
1248         if (!ng)
1249                 return 0;
1250
1251         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1252                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1253 }
1254
1255 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1256 {
1257         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1258                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1259 }
1260
1261 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1262 {
1263         unsigned long faults = 0;
1264         int node;
1265
1266         for_each_online_node(node) {
1267                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1268         }
1269
1270         return faults;
1271 }
1272
1273 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1274 {
1275         unsigned long faults = 0;
1276         int node;
1277
1278         for_each_online_node(node) {
1279                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1280         }
1281
1282         return faults;
1283 }
1284
1285 /*
1286  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1287  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1288  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1289  */
1290 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1291
1292 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1293 {
1294         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1295 }
1296
1297 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1298 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1299                                         int maxdist, bool task)
1300 {
1301         unsigned long score = 0;
1302         int node;
1303
1304         /*
1305          * All nodes are directly connected, and the same distance
1306          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1307          */
1308         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1309                 return 0;
1310
1311         /*
1312          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1313          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1314          */
1315         for_each_online_node(node) {
1316                 unsigned long faults;
1317                 int dist = node_distance(nid, node);
1318
1319                 /*
1320                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1321                  * for placement; nid was already counted.
1322                  */
1323                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1324                         continue;
1325
1326                 /*
1327                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1328                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1329                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1330                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1331                  * of each group. Skip other nodes.
1332                  */
1333                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1334                                         dist >= maxdist)
1335                         continue;
1336
1337                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1338                 if (task)
1339                         faults = task_faults(p, node);
1340                 else
1341                         faults = group_faults(p, node);
1342
1343                 /*
1344                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1345                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1346                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1347                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1348                  * The further away a node is, the less the faults count.
1349                  * This seems to result in good task placement.
1350                  */
1351                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1352                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1353                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1354                 }
1355
1356                 score += faults;
1357         }
1358
1359         return score;
1360 }
1361
1362 /*
1363  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1364  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1365  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1366  * evenly spread out between numa nodes.
1367  */
1368 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1369                                         int dist)
1370 {
1371         unsigned long faults, total_faults;
1372
1373         if (!p->numa_faults)
1374                 return 0;
1375
1376         total_faults = p->total_numa_faults;
1377
1378         if (!total_faults)
1379                 return 0;
1380
1381         faults = task_faults(p, nid);
1382         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1383
1384         return 1000 * faults / total_faults;
1385 }
1386
1387 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1388                                          int dist)
1389 {
1390         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1391         unsigned long faults, total_faults;
1392
1393         if (!ng)
1394                 return 0;
1395
1396         total_faults = ng->total_faults;
1397
1398         if (!total_faults)
1399                 return 0;
1400
1401         faults = group_faults(p, nid);
1402         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1403
1404         return 1000 * faults / total_faults;
1405 }
1406
1407 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1408                                 int src_nid, int dst_cpu)
1409 {
1410         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1411         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1412         int last_cpupid, this_cpupid;
1413
1414         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1415         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1416
1417         /*
1418          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1419          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1420          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1421          * executed below.
1422          */
1423         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1424             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1425                 return true;
1426
1427         /*
1428          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1429          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1430          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1431          *
1432          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1433          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1434          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1435          *
1436          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1437          * same result twice in a row, given these samples are fully
1438          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1439          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1440          *
1441          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1442          * act on an unlikely task<->page relation.
1443          */
1444         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1445                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1446                 return false;
1447
1448         /* Always allow migrate on private faults */
1449         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1450                 return true;
1451
1452         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1453         if (!ng)
1454                 return true;
1455
1456         /*
1457          * Destination node is much more heavily used than the source
1458          * node? Allow migration.
1459          */
1460         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1461                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1462                 return true;
1463
1464         /*
1465          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1466          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1467          *
1468          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1469          * --------------- * - > ---------------
1470          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1471          */
1472         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1473                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1474 }
1475
1476 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq);
1477
1478 static unsigned long cpu_runnable_load(struct rq *rq)
1479 {
1480         return cfs_rq_runnable_load_avg(&rq->cfs);
1481 }
1482
1483 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1484 struct numa_stats {
1485         unsigned long load;
1486
1487         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1488         unsigned long compute_capacity;
1489 };
1490
1491 /*
1492  * XXX borrowed from update_sg_lb_stats
1493  */
1494 static void update_numa_stats(struct numa_stats *ns, int nid)
1495 {
1496         int cpu;
1497
1498         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1499         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1500                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1501
1502                 ns->load += cpu_runnable_load(rq);
1503                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1504         }
1505
1506 }
1507
1508 struct task_numa_env {
1509         struct task_struct *p;
1510
1511         int src_cpu, src_nid;
1512         int dst_cpu, dst_nid;
1513
1514         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1515
1516         int imbalance_pct;
1517         int dist;
1518
1519         struct task_struct *best_task;
1520         long best_imp;
1521         int best_cpu;
1522 };
1523
1524 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1525                              struct task_struct *p, long imp)
1526 {
1527         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1528
1529         /* Bail out if run-queue part of active NUMA balance. */
1530         if (xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1531                 return;
1532
1533         /*
1534          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1535          * found a better CPU to move/swap.
1536          */
1537         if (env->best_cpu != -1) {
1538                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1539                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1540         }
1541
1542         if (env->best_task)
1543                 put_task_struct(env->best_task);
1544         if (p)
1545                 get_task_struct(p);
1546
1547         env->best_task = p;
1548         env->best_imp = imp;
1549         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1550 }
1551
1552 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1553                                 struct task_numa_env *env)
1554 {
1555         long imb, old_imb;
1556         long orig_src_load, orig_dst_load;
1557         long src_capacity, dst_capacity;
1558
1559         /*
1560          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1561          *
1562          * src_load        dst_load
1563          * ------------ vs ---------
1564          * src_capacity    dst_capacity
1565          */
1566         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1567         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1568
1569         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1570
1571         orig_src_load = env->src_stats.load;
1572         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1573
1574         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1575
1576         /* Would this change make things worse? */
1577         return (imb > old_imb);
1578 }
1579
1580 /*
1581  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1582  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1583  * Used to deter task migration.
1584  */
1585 #define SMALLIMP        30
1586
1587 /*
1588  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1589  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1590  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1591  * be exchanged with the source task
1592  */
1593 static void task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1594                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1595 {
1596         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1597         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1598         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1599         struct task_struct *cur;
1600         long src_load, dst_load;
1601         int dist = env->dist;
1602         long moveimp = imp;
1603         long load;
1604
1605         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1606                 return;
1607
1608         rcu_read_lock();
1609         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1610         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1611                 cur = NULL;
1612
1613         /*
1614          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1615          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1616          */
1617         if (cur == env->p)
1618                 goto unlock;
1619
1620         if (!cur) {
1621                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1622                         goto assign;
1623                 else
1624                         goto unlock;
1625         }
1626
1627         /*
1628          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1629          * source and destination node. Calculate the total differential for
1630          * the source task and potential destination task. The more negative
1631          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1632          * be incurred if the tasks were swapped.
1633          */
1634         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu */
1635         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1636                 goto unlock;
1637
1638         /*
1639          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1640          * in any group then look only at task weights.
1641          */
1642         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1643         if (cur_ng == p_ng) {
1644                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1645                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1646                 /*
1647                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1648                  * tasks within a group over tiny differences.
1649                  */
1650                 if (cur_ng)
1651                         imp -= imp / 16;
1652         } else {
1653                 /*
1654                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1655                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1656                  */
1657                 if (cur_ng && p_ng)
1658                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1659                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1660                 else
1661                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1662                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1663         }
1664
1665         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1666                 imp = moveimp;
1667                 cur = NULL;
1668                 goto assign;
1669         }
1670
1671         /*
1672          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1673          * task migration might only result in ping pong
1674          * of tasks and also hurt performance due to cache
1675          * misses.
1676          */
1677         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1678                 goto unlock;
1679
1680         /*
1681          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1682          */
1683         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1684         if (!load)
1685                 goto assign;
1686
1687         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1688         src_load = env->src_stats.load - load;
1689
1690         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1691                 goto unlock;
1692
1693 assign:
1694         /*
1695          * One idle CPU per node is evaluated for a task numa move.
1696          * Call select_idle_sibling to maybe find a better one.
1697          */
1698         if (!cur) {
1699                 /*
1700                  * select_idle_siblings() uses an per-CPU cpumask that
1701                  * can be used from IRQ context.
1702                  */
1703                 local_irq_disable();
1704                 env->dst_cpu = select_idle_sibling(env->p, env->src_cpu,
1705                                                    env->dst_cpu);
1706                 local_irq_enable();
1707         }
1708
1709         task_numa_assign(env, cur, imp);
1710 unlock:
1711         rcu_read_unlock();
1712 }
1713
1714 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1715                                 long taskimp, long groupimp)
1716 {
1717         long src_load, dst_load, load;
1718         bool maymove = false;
1719         int cpu;
1720
1721         load = task_h_load(env->p);
1722         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1723         src_load = env->src_stats.load - load;
1724
1725         /*
1726          * If the improvement from just moving env->p direction is better
1727          * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1728          */
1729         maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1730
1731         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1732                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1733                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1734                         continue;
1735
1736                 env->dst_cpu = cpu;
1737                 task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove);
1738         }
1739 }
1740
1741 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1742 {
1743         struct task_numa_env env = {
1744                 .p = p,
1745
1746                 .src_cpu = task_cpu(p),
1747                 .src_nid = task_node(p),
1748
1749                 .imbalance_pct = 112,
1750
1751                 .best_task = NULL,
1752                 .best_imp = 0,
1753                 .best_cpu = -1,
1754         };
1755         unsigned long taskweight, groupweight;
1756         struct sched_domain *sd;
1757         long taskimp, groupimp;
1758         struct numa_group *ng;
1759         struct rq *best_rq;
1760         int nid, ret, dist;
1761
1762         /*
1763          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1764          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1765          *
1766          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
1767          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
1768          * to satisfy here.
1769          */
1770         rcu_read_lock();
1771         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
1772         if (sd)
1773                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
1774         rcu_read_unlock();
1775
1776         /*
1777          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
1778          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
1779          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
1780          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
1781          */
1782         if (unlikely(!sd)) {
1783                 sched_setnuma(p, task_node(p));
1784                 return -EINVAL;
1785         }
1786
1787         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
1788         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1789         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1790         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1791         update_numa_stats(&env.src_stats, env.src_nid);
1792         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
1793         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
1794         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1795
1796         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
1797         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1798
1799         /*
1800          * Look at other nodes in these cases:
1801          * - there is no space available on the preferred_nid
1802          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
1803          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
1804          *   we need to check other locations.
1805          */
1806         ng = deref_curr_numa_group(p);
1807         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
1808                 for_each_online_node(nid) {
1809                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
1810                                 continue;
1811
1812                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
1813                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1814                                                 dist != env.dist) {
1815                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
1816                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
1817                         }
1818
1819                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
1820                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
1821                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
1822                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
1823                                 continue;
1824
1825                         env.dist = dist;
1826                         env.dst_nid = nid;
1827                         update_numa_stats(&env.dst_stats, env.dst_nid);
1828                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
1829                 }
1830         }
1831
1832         /*
1833          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
1834          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
1835          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
1836          * settle down.
1837          * A task that migrated to a second choice node will be better off
1838          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
1839          */
1840         if (ng) {
1841                 if (env.best_cpu == -1)
1842                         nid = env.src_nid;
1843                 else
1844                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
1845
1846                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
1847                         sched_setnuma(p, nid);
1848         }
1849
1850         /* No better CPU than the current one was found. */
1851         if (env.best_cpu == -1)
1852                 return -EAGAIN;
1853
1854         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
1855         if (env.best_task == NULL) {
1856                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
1857                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1858                 if (ret != 0)
1859                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_cpu);
1860                 return ret;
1861         }
1862
1863         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
1864         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
1865
1866         if (ret != 0)
1867                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, task_cpu(env.best_task));
1868         put_task_struct(env.best_task);
1869         return ret;
1870 }
1871
1872 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
1873 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
1874 {
1875         unsigned long interval = HZ;
1876
1877         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
1878         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
1879                 return;
1880
1881         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
1882         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
1883         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
1884
1885         /* Success if task is already running on preferred CPU */
1886         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
1887                 return;
1888
1889         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
1890         task_numa_migrate(p);
1891 }
1892
1893 /*
1894  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
1895  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
1896  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
1897  * located.
1898  */
1899 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
1900 {
1901         unsigned long faults, max_faults = 0;
1902         int nid, active_nodes = 0;
1903
1904         for_each_online_node(nid) {
1905                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1906                 if (faults > max_faults)
1907                         max_faults = faults;
1908         }
1909
1910         for_each_online_node(nid) {
1911                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
1912                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
1913                         active_nodes++;
1914         }
1915
1916         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
1917         numa_group->active_nodes = active_nodes;
1918 }
1919
1920 /*
1921  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
1922  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
1923  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
1924  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
1925  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
1926  */
1927 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
1928 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
1929
1930 /*
1931  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
1932  * our memory is already on our local node, or if the majority of
1933  * the page accesses are shared with other processes.
1934  * Otherwise, decrease the scan period.
1935  */
1936 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
1937                         unsigned long shared, unsigned long private)
1938 {
1939         unsigned int period_slot;
1940         int lr_ratio, ps_ratio;
1941         int diff;
1942
1943         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
1944         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
1945
1946         /*
1947          * If there were no record hinting faults then either the task is
1948          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
1949          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
1950          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
1951          * node is overloaded. In either case, scan slower
1952          */
1953         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
1954                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
1955                         p->numa_scan_period << 1);
1956
1957                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
1958                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
1959
1960                 return;
1961         }
1962
1963         /*
1964          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
1965          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
1966          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
1967          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
1968          */
1969         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
1970         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
1971         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
1972
1973         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1974                 /*
1975                  * Most memory accesses are local. There is no need to
1976                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
1977                  */
1978                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1979                 if (!slot)
1980                         slot = 1;
1981                 diff = slot * period_slot;
1982         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
1983                 /*
1984                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
1985                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
1986                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
1987                  */
1988                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
1989                 if (!slot)
1990                         slot = 1;
1991                 diff = slot * period_slot;
1992         } else {
1993                 /*
1994                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
1995                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
1996                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
1997                  */
1998                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
1999                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2000         }
2001
2002         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2003                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2004         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2005 }
2006
2007 /*
2008  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2009  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2010  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2011  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2012  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2013  */
2014 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2015 {
2016         u64 runtime, delta, now;
2017         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2018         now = p->se.exec_start;
2019         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2020
2021         if (p->last_task_numa_placement) {
2022                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2023                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2024
2025                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2026                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2027                         *period = 0;
2028         } else {
2029                 delta = p->se.avg.load_sum;
2030                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2031         }
2032
2033         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2034         p->last_task_numa_placement = now;
2035
2036         return delta;
2037 }
2038
2039 /*
2040  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2041  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2042  * otherwise workloads might not converge.
2043  */
2044 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2045 {
2046         nodemask_t nodes;
2047         int dist;
2048
2049         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2050         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2051                 return nid;
2052
2053         /*
2054          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2055          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2056          * both the node itself, and on nearby nodes.
2057          */
2058         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2059                 unsigned long score, max_score = 0;
2060                 int node, max_node = nid;
2061
2062                 dist = sched_max_numa_distance;
2063
2064                 for_each_online_node(node) {
2065                         score = group_weight(p, node, dist);
2066                         if (score > max_score) {
2067                                 max_score = score;
2068                                 max_node = node;
2069                         }
2070                 }
2071                 return max_node;
2072         }
2073
2074         /*
2075          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2076          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2077          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2078          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2079          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2080          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2081          * keep the complexity of the search down.
2082          */
2083         nodes = node_online_map;
2084         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2085                 unsigned long max_faults = 0;
2086                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2087                 int a, b;
2088
2089                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2090                 if (!find_numa_distance(dist))
2091                         continue;
2092
2093                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2094                         unsigned long faults = 0;
2095                         nodemask_t this_group;
2096                         nodes_clear(this_group);
2097
2098                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2099                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2100                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2101                                         faults += group_faults(p, b);
2102                                         node_set(b, this_group);
2103                                         node_clear(b, nodes);
2104                                 }
2105                         }
2106
2107                         /* Remember the top group. */
2108                         if (faults > max_faults) {
2109                                 max_faults = faults;
2110                                 max_group = this_group;
2111                                 /*
2112                                  * subtle: at the smallest distance there is
2113                                  * just one node left in each "group", the
2114                                  * winner is the preferred nid.
2115                                  */
2116                                 nid = a;
2117                         }
2118                 }
2119                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2120                 if (!max_faults)
2121                         break;
2122                 nodes = max_group;
2123         }
2124         return nid;
2125 }
2126
2127 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2128 {
2129         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2130         unsigned long max_faults = 0;
2131         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2132         unsigned long total_faults;
2133         u64 runtime, period;
2134         spinlock_t *group_lock = NULL;
2135         struct numa_group *ng;
2136
2137         /*
2138          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2139          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2140          * that the field is read in a single access:
2141          */
2142         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2143         if (p->numa_scan_seq == seq)
2144                 return;
2145         p->numa_scan_seq = seq;
2146         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2147
2148         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2149                        p->numa_faults_locality[1];
2150         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2151
2152         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2153         ng = deref_curr_numa_group(p);
2154         if (ng) {
2155                 group_lock = &ng->lock;
2156                 spin_lock_irq(group_lock);
2157         }
2158
2159         /* Find the node with the highest number of faults */
2160         for_each_online_node(nid) {
2161                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2162                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2163                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2164                 int priv;
2165
2166                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2167                         long diff, f_diff, f_weight;
2168
2169                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2170                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2171                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2172                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2173
2174                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2175                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2176                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2177                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2178
2179                         /*
2180                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2181                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2182                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2183                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2184                          * faults are less important.
2185                          */
2186                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2187                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2188                                    (total_faults + 1);
2189                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2190                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2191
2192                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2193                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2194                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2195                         p->total_numa_faults += diff;
2196                         if (ng) {
2197                                 /*
2198                                  * safe because we can only change our own group
2199                                  *
2200                                  * mem_idx represents the offset for a given
2201                                  * nid and priv in a specific region because it
2202                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2203                                  */
2204                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2205                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2206                                 ng->total_faults += diff;
2207                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2208                         }
2209                 }
2210
2211                 if (!ng) {
2212                         if (faults > max_faults) {
2213                                 max_faults = faults;
2214                                 max_nid = nid;
2215                         }
2216                 } else if (group_faults > max_faults) {
2217                         max_faults = group_faults;
2218                         max_nid = nid;
2219                 }
2220         }
2221
2222         if (ng) {
2223                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2224                 spin_unlock_irq(group_lock);
2225                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2226         }
2227
2228         if (max_faults) {
2229                 /* Set the new preferred node */
2230                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2231                         sched_setnuma(p, max_nid);
2232         }
2233
2234         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2235 }
2236
2237 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2238 {
2239         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2240 }
2241
2242 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2243 {
2244         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2245                 kfree_rcu(grp, rcu);
2246 }
2247
2248 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2249                         int *priv)
2250 {
2251         struct numa_group *grp, *my_grp;
2252         struct task_struct *tsk;
2253         bool join = false;
2254         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2255         int i;
2256
2257         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2258                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2259                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2260
2261                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2262                 if (!grp)
2263                         return;
2264
2265                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2266                 grp->active_nodes = 1;
2267                 grp->max_faults_cpu = 0;
2268                 spin_lock_init(&grp->lock);
2269                 grp->gid = p->pid;
2270                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2271                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2272                                                 nr_node_ids;
2273
2274                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2275                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2276
2277                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2278
2279                 grp->nr_tasks++;
2280                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2281         }
2282
2283         rcu_read_lock();
2284         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2285
2286         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2287                 goto no_join;
2288
2289         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2290         if (!grp)
2291                 goto no_join;
2292
2293         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2294         if (grp == my_grp)
2295                 goto no_join;
2296
2297         /*
2298          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2299          * the other task will join us.
2300          */
2301         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2302                 goto no_join;
2303
2304         /*
2305          * Tie-break on the grp address.
2306          */
2307         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2308                 goto no_join;
2309
2310         /* Always join threads in the same process. */
2311         if (tsk->mm == current->mm)
2312                 join = true;
2313
2314         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2315         if (flags & TNF_SHARED)
2316                 join = true;
2317
2318         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2319         *priv = !join;
2320
2321         if (join && !get_numa_group(grp))
2322                 goto no_join;
2323
2324         rcu_read_unlock();
2325
2326         if (!join)
2327                 return;
2328
2329         BUG_ON(irqs_disabled());
2330         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2331
2332         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2333                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2334                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2335         }
2336         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2337         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2338
2339         my_grp->nr_tasks--;
2340         grp->nr_tasks++;
2341
2342         spin_unlock(&my_grp->lock);
2343         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2344
2345         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2346
2347         put_numa_group(my_grp);
2348         return;
2349
2350 no_join:
2351         rcu_read_unlock();
2352         return;
2353 }
2354
2355 /*
2356  * Get rid of NUMA staticstics associated with a task (either current or dead).
2357  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2358  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2359  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2360  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2361  */
2362 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2363 {
2364         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2365         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2366         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2367         unsigned long flags;
2368         int i;
2369
2370         if (!numa_faults)
2371                 return;
2372
2373         if (grp) {
2374                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2375                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2376                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2377                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2378
2379                 grp->nr_tasks--;
2380                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2381                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2382                 put_numa_group(grp);
2383         }
2384
2385         if (final) {
2386                 p->numa_faults = NULL;
2387                 kfree(numa_faults);
2388         } else {
2389                 p->total_numa_faults = 0;
2390                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2391                         numa_faults[i] = 0;
2392         }
2393 }
2394
2395 /*
2396  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2397  */
2398 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2399 {
2400         struct task_struct *p = current;
2401         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2402         int cpu_node = task_node(current);
2403         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2404         struct numa_group *ng;
2405         int priv;
2406
2407         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2408                 return;
2409
2410         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2411         if (!p->mm)
2412                 return;
2413
2414         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2415         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2416                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2417                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2418
2419                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2420                 if (!p->numa_faults)
2421                         return;
2422
2423                 p->total_numa_faults = 0;
2424                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2425         }
2426
2427         /*
2428          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2429          * to be private if the accessing pid has not changed
2430          */
2431         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2432                 priv = 1;
2433         } else {
2434                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2435                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2436                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2437         }
2438
2439         /*
2440          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2441          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2442          * actively using should be counted as local. This allows the
2443          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2444          */
2445         ng = deref_curr_numa_group(p);
2446         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2447                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2448                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2449                 local = 1;
2450
2451         /*
2452          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2453          * previously failed, or the scheduler moved us.
2454          */
2455         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2456                 task_numa_placement(p);
2457                 numa_migrate_preferred(p);
2458         }
2459
2460         if (migrated)
2461                 p->numa_pages_migrated += pages;
2462         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2463                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2464
2465         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2466         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2467         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2468 }
2469
2470 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2471 {
2472         /*
2473          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2474          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2475          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2476          * much of an issue though, since this is just used for
2477          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2478          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2479          */
2480         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2481         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2482 }
2483
2484 /*
2485  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2486  * Triggered from task_tick_numa().
2487  */
2488 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2489 {
2490         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2491         struct task_struct *p = current;
2492         struct mm_struct *mm = p->mm;
2493         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2494         struct vm_area_struct *vma;
2495         unsigned long start, end;
2496         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2497         long pages, virtpages;
2498
2499         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2500
2501         work->next = work;
2502         /*
2503          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2504          *
2505          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2506          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2507          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2508          * work.
2509          */
2510         if (p->flags & PF_EXITING)
2511                 return;
2512
2513         if (!mm->numa_next_scan) {
2514                 mm->numa_next_scan = now +
2515                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2516         }
2517
2518         /*
2519          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2520          */
2521         migrate = mm->numa_next_scan;
2522         if (time_before(now, migrate))
2523                 return;
2524
2525         if (p->numa_scan_period == 0) {
2526                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2527                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2528         }
2529
2530         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2531         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2532                 return;
2533
2534         /*
2535          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2536          * the next time around.
2537          */
2538         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2539
2540         start = mm->numa_scan_offset;
2541         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2542         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2543         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2544         if (!pages)
2545                 return;
2546
2547
2548         if (!down_read_trylock(&mm->mmap_sem))
2549                 return;
2550         vma = find_vma(mm, start);
2551         if (!vma) {
2552                 reset_ptenuma_scan(p);
2553                 start = 0;
2554                 vma = mm->mmap;
2555         }
2556         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2557                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2558                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2559                         continue;
2560                 }
2561
2562                 /*
2563                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2564                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2565                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2566                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2567                  */
2568                 if (!vma->vm_mm ||
2569                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2570                         continue;
2571
2572                 /*
2573                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2574                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2575                  */
2576                 if (!(vma->vm_flags & (VM_READ | VM_EXEC | VM_WRITE)))
2577                         continue;
2578
2579                 do {
2580                         start = max(start, vma->vm_start);
2581                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2582                         end = min(end, vma->vm_end);
2583                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2584
2585                         /*
2586                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2587                          * hpages that have at least one present PTE that
2588                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2589                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2590                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2591                          * areas faster.
2592                          */
2593                         if (nr_pte_updates)
2594                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2595                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2596
2597                         start = end;
2598                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2599                                 goto out;
2600
2601                         cond_resched();
2602                 } while (end != vma->vm_end);
2603         }
2604
2605 out:
2606         /*
2607          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2608          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2609          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2610          * scanner to the start so check it now.
2611          */
2612         if (vma)
2613                 mm->numa_scan_offset = start;
2614         else
2615                 reset_ptenuma_scan(p);
2616         up_read(&mm->mmap_sem);
2617
2618         /*
2619          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2620          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2621          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2622          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2623          */
2624         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2625                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2626                 p->node_stamp += 32 * diff;
2627         }
2628 }
2629
2630 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2631 {
2632         int mm_users = 0;
2633         struct mm_struct *mm = p->mm;
2634
2635         if (mm) {
2636                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2637                 if (mm_users == 1) {
2638                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2639                         mm->numa_scan_seq = 0;
2640                 }
2641         }
2642         p->node_stamp                   = 0;
2643         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2644         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2645         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2646         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2647         p->numa_faults                  = NULL;
2648         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2649         p->last_task_numa_placement     = 0;
2650         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2651
2652         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2653
2654         /* New address space, reset the preferred nid */
2655         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2656                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2657                 return;
2658         }
2659
2660         /*
2661          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2662          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2663          */
2664         if (mm) {
2665                 unsigned int delay;
2666
2667                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2668                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2669                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2670                 p->node_stamp = delay;
2671         }
2672 }
2673
2674 /*
2675  * Drive the periodic memory faults..
2676  */
2677 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2678 {
2679         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2680         u64 period, now;
2681
2682         /*
2683          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2684          */
2685         if (!curr->mm || (curr->flags & PF_EXITING) || work->next != work)
2686                 return;
2687
2688         /*
2689          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2690          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2691          * task needs to have done some actual work before we bother with
2692          * NUMA placement.
2693          */
2694         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2695         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2696
2697         if (now > curr->node_stamp + period) {
2698                 if (!curr->node_stamp)
2699                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2700                 curr->node_stamp += period;
2701
2702                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2703                         task_work_add(curr, work, true);
2704         }
2705 }
2706
2707 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2708 {
2709         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2710         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2711
2712         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2713                 return;
2714
2715         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2716                 return;
2717
2718         if (src_nid == dst_nid)
2719                 return;
2720
2721         /*
2722          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2723          * has completed. This is most likely due to a new task that
2724          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2725          */
2726         if (p->numa_scan_seq) {
2727                 /*
2728                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2729                  * node or if the task was not previously running on
2730                  * the preferred node.
2731                  */
2732                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2733                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2734                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2735                         return;
2736         }
2737
2738         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2739 }
2740
2741 #else
2742 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2743 {
2744 }
2745
2746 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2747 {
2748 }
2749
2750 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2751 {
2752 }
2753
2754 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2755 {
2756 }
2757
2758 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2759
2760 static void
2761 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2762 {
2763         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2764 #ifdef CONFIG_SMP
2765         if (entity_is_task(se)) {
2766                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
2767
2768                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
2769                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
2770         }
2771 #endif
2772         cfs_rq->nr_running++;
2773 }
2774
2775 static void
2776 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2777 {
2778         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
2779 #ifdef CONFIG_SMP
2780         if (entity_is_task(se)) {
2781                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
2782                 list_del_init(&se->group_node);
2783         }
2784 #endif
2785         cfs_rq->nr_running--;
2786 }
2787
2788 /*
2789  * Signed add and clamp on underflow.
2790  *
2791  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2792  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2793  * values.
2794  */
2795 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
2796         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2797         typeof(_val) val = (_val);                              \
2798         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2799                                                                 \
2800         res = var + val;                                        \
2801                                                                 \
2802         if (val < 0 && res > var)                               \
2803                 res = 0;                                        \
2804                                                                 \
2805         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2806 } while (0)
2807
2808 /*
2809  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
2810  *
2811  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
2812  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
2813  * values.
2814  */
2815 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
2816         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2817         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
2818         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
2819         res = var - val;                                        \
2820         if (res > var)                                          \
2821                 res = 0;                                        \
2822         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
2823 } while (0)
2824
2825 /*
2826  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
2827  *
2828  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
2829  * and is thus optimized for local variable updates.
2830  */
2831 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
2832         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
2833         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
2834 } while (0)
2835
2836 #ifdef CONFIG_SMP
2837 static inline void
2838 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2839 {
2840         cfs_rq->runnable_weight += se->runnable_weight;
2841
2842         cfs_rq->avg.runnable_load_avg += se->avg.runnable_load_avg;
2843         cfs_rq->avg.runnable_load_sum += se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum;
2844 }
2845
2846 static inline void
2847 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2848 {
2849         cfs_rq->runnable_weight -= se->runnable_weight;
2850
2851         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, se->avg.runnable_load_avg);
2852         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum,
2853                      se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum);
2854 }
2855
2856 static inline void
2857 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2858 {
2859         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
2860         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
2861 }
2862
2863 static inline void
2864 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2865 {
2866         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
2867         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
2868 }
2869 #else
2870 static inline void
2871 enqueue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2872 static inline void
2873 dequeue_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2874 static inline void
2875 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2876 static inline void
2877 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
2878 #endif
2879
2880 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
2881                             unsigned long weight, unsigned long runnable)
2882 {
2883         if (se->on_rq) {
2884                 /* commit outstanding execution time */
2885                 if (cfs_rq->curr == se)
2886                         update_curr(cfs_rq);
2887                 account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
2888                 dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2889         }
2890         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
2891
2892         se->runnable_weight = runnable;
2893         update_load_set(&se->load, weight);
2894
2895 #ifdef CONFIG_SMP
2896         do {
2897                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + se->avg.period_contrib;
2898
2899                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
2900                 se->avg.runnable_load_avg =
2901                         div_u64(se_runnable(se) * se->avg.runnable_load_sum, divider);
2902         } while (0);
2903 #endif
2904
2905         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
2906         if (se->on_rq) {
2907                 account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
2908                 enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
2909         }
2910 }
2911
2912 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
2913 {
2914         struct sched_entity *se = &p->se;
2915         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
2916         struct load_weight *load = &se->load;
2917         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
2918
2919         reweight_entity(cfs_rq, se, weight, weight);
2920         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
2921 }
2922
2923 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
2924 #ifdef CONFIG_SMP
2925 /*
2926  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
2927  * global sum we all love to hate.
2928  *
2929  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
2930  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
2931  *
2932  *                     tg->weight * grq->load.weight
2933  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
2934  *                        \Sum grq->load.weight
2935  *
2936  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
2937  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
2938  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
2939  *
2940  * So instead of the above, we substitute:
2941  *
2942  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
2943  *
2944  * which yields the following:
2945  *
2946  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
2947  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
2948  *                              tg->load_avg
2949  *
2950  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
2951  *
2952  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
2953  *
2954  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
2955  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
2956  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
2957  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
2958  * yielding bad latency etc..
2959  *
2960  * Now, in that special case (1) reduces to:
2961  *
2962  *                     tg->weight * grq->load.weight
2963  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
2964  *                          grp->load.weight
2965  *
2966  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
2967  *
2968  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
2969  * UP case, like:
2970  *
2971  *   ge->load.weight =
2972  *
2973  *              tg->weight * grq->load.weight
2974  *     ---------------------------------------------------         (5)
2975  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
2976  *
2977  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
2978  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
2979  *
2980  *
2981  *                     tg->weight * grq->load.weight
2982  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
2983  *                              tg_load_avg'
2984  *
2985  * Where:
2986  *
2987  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
2988  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
2989  *
2990  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
2991  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
2992  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
2993  *
2994  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
2995  *
2996  * hence icky!
2997  */
2998 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
2999 {
3000         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3001         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3002
3003         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3004
3005         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3006
3007         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3008
3009         /* Ensure tg_weight >= load */
3010         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3011         tg_weight += load;
3012
3013         shares = (tg_shares * load);
3014         if (tg_weight)
3015                 shares /= tg_weight;
3016
3017         /*
3018          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3019          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3020          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3021          * the group on a CPU.
3022          *
3023          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3024          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3025          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3026          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3027          * instead of 0.
3028          */
3029         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3030 }
3031
3032 /*
3033  * This calculates the effective runnable weight for a group entity based on
3034  * the group entity weight calculated above.
3035  *
3036  * Because of the above approximation (2), our group entity weight is
3037  * an load_avg based ratio (3). This means that it includes blocked load and
3038  * does not represent the runnable weight.
3039  *
3040  * Approximate the group entity's runnable weight per ratio from the group
3041  * runqueue:
3042  *
3043  *                                           grq->avg.runnable_load_avg
3044  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight * -------------------------- (7)
3045  *                                               grq->avg.load_avg
3046  *
3047  * However, analogous to above, since the avg numbers are slow, this leads to
3048  * transients in the from-idle case. Instead we use:
3049  *
3050  *   ge->runnable_weight = ge->load.weight *
3051  *
3052  *              max(grq->avg.runnable_load_avg, grq->runnable_weight)
3053  *              -----------------------------------------------------   (8)
3054  *                    max(grq->avg.load_avg, grq->load.weight)
3055  *
3056  * Where these max() serve both to use the 'instant' values to fix the slow
3057  * from-idle and avoid the /0 on to-idle, similar to (6).
3058  */
3059 static long calc_group_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, long shares)
3060 {
3061         long runnable, load_avg;
3062
3063         load_avg = max(cfs_rq->avg.load_avg,
3064                        scale_load_down(cfs_rq->load.weight));
3065
3066         runnable = max(cfs_rq->avg.runnable_load_avg,
3067                        scale_load_down(cfs_rq->runnable_weight));
3068
3069         runnable *= shares;
3070         if (load_avg)
3071                 runnable /= load_avg;
3072
3073         return clamp_t(long, runnable, MIN_SHARES, shares);
3074 }
3075 #endif /* CONFIG_SMP */
3076
3077 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3078
3079 /*
3080  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3081  * runqueue.
3082  */
3083 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3084 {
3085         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3086         long shares, runnable;
3087
3088         if (!gcfs_rq)
3089                 return;
3090
3091         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3092                 return;
3093
3094 #ifndef CONFIG_SMP
3095         runnable = shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3096
3097         if (likely(se->load.weight == shares))
3098                 return;
3099 #else
3100         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3101         runnable = calc_group_runnable(gcfs_rq, shares);
3102 #endif
3103
3104         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares, runnable);
3105 }
3106
3107 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3108 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3109 {
3110 }
3111 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3112
3113 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3114 {
3115         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3116
3117         if (&rq->cfs == cfs_rq || (flags & SCHED_CPUFREQ_MIGRATION)) {
3118                 /*
3119                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3120                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3121                  * a real problem.
3122                  *
3123                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3124                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3125                  * number include things like RT tasks.
3126                  *
3127                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3128                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3129                  *
3130                  * See cpu_util().
3131                  */
3132                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3133         }
3134 }
3135
3136 #ifdef CONFIG_SMP
3137 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3138 /**
3139  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3140  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3141  * @force: update regardless of how small the difference
3142  *
3143  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3144  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3145  * considerations.
3146  *
3147  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3148  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3149  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3150  *
3151  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3152  */
3153 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force)
3154 {
3155         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3156
3157         /*
3158          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3159          */
3160         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3161                 return;
3162
3163         if (force || abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3164                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3165                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3166         }
3167 }
3168
3169 /*
3170  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3171  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3172  * including the state of rq->lock, should be made.
3173  */
3174 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3175                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3176 {
3177         u64 p_last_update_time;
3178         u64 n_last_update_time;
3179
3180         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3181                 return;
3182
3183         /*
3184          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3185          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3186          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3187          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3188          * the wakee more load sounds not bad.
3189          */
3190         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3191                 return;
3192
3193 #ifndef CONFIG_64BIT
3194         {
3195                 u64 p_last_update_time_copy;
3196                 u64 n_last_update_time_copy;
3197
3198                 do {
3199                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3200                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3201
3202                         smp_rmb();
3203
3204                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3205                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3206
3207                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3208                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3209         }
3210 #else
3211         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3212         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3213 #endif
3214         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3215         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3216 }
3217
3218
3219 /*
3220  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3221  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3222  * that for each group:
3223  *
3224  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3225  *
3226  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3227  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3228  *
3229  * Per the above update_tg_cfs_util() is trivial and simply copies the running
3230  * sum over (but still wrong, because the group entity and group rq do not have
3231  * their PELT windows aligned).
3232  *
3233  * However, update_tg_cfs_runnable() is more complex. So we have:
3234  *
3235  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3236  *
3237  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3238  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3239  *
3240  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3241  *
3242  * And per (1) we have:
3243  *
3244  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3245  *
3246  * Which gives:
3247  *
3248  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3249  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3250  *                               grq->load.weight
3251  *
3252  * Except that is wrong!
3253  *
3254  * Because while for entities historical weight is not important and we
3255  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3256  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3257  *
3258  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3259  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3260  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3261  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3262  *
3263  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3264  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3265  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3266  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3267  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3268  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3269  *
3270  * So we'll have to approximate.. :/
3271  *
3272  * Given the constraint:
3273  *
3274  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3275  *
3276  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3277  * overlap.
3278  *
3279  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3280  *
3281  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3282  *
3283  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3284  *
3285  */
3286
3287 static inline void
3288 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3289 {
3290         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3291
3292         /* Nothing to update */
3293         if (!delta)
3294                 return;
3295
3296         /*
3297          * The relation between sum and avg is:
3298          *
3299          *   LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib
3300          *
3301          * however, the PELT windows are not aligned between grq and gse.
3302          */
3303
3304         /* Set new sched_entity's utilization */
3305         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3306         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3307
3308         /* Update parent cfs_rq utilization */
3309         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3310         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * LOAD_AVG_MAX;
3311 }
3312
3313 static inline void
3314 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3315 {
3316         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3317         unsigned long runnable_load_avg, load_avg;
3318         u64 runnable_load_sum, load_sum = 0;
3319         s64 delta_sum;
3320
3321         if (!runnable_sum)
3322                 return;
3323
3324         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3325
3326         if (runnable_sum >= 0) {
3327                 /*
3328                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3329                  * the CPU is saturated running == runnable.
3330                  */
3331                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3332                 runnable_sum = min(runnable_sum, (long)LOAD_AVG_MAX);
3333         } else {
3334                 /*
3335                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3336                  * assuming all tasks are equally runnable.
3337                  */
3338                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3339                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3340                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3341                 }
3342
3343                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3344                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3345         }
3346
3347         /*
3348          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3349          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3350          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3351          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3352          */
3353         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3354         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3355
3356         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3357         load_avg = div_s64(load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3358
3359         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3360         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3361
3362         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3363         se->avg.load_avg = load_avg;
3364         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3365         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3366
3367         runnable_load_sum = (s64)se_runnable(se) * runnable_sum;
3368         runnable_load_avg = div_s64(runnable_load_sum, LOAD_AVG_MAX);
3369         delta_sum = runnable_load_sum - se_weight(se) * se->avg.runnable_load_sum;
3370         delta_avg = runnable_load_avg - se->avg.runnable_load_avg;
3371
3372         se->avg.runnable_load_sum = runnable_sum;
3373         se->avg.runnable_load_avg = runnable_load_avg;
3374
3375         if (se->on_rq) {
3376                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_avg, delta_avg);
3377                 add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_load_sum, delta_sum);
3378         }
3379 }
3380
3381 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3382 {
3383         cfs_rq->propagate = 1;
3384         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3385 }
3386
3387 /* Update task and its cfs_rq load average */
3388 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3389 {
3390         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3391
3392         if (entity_is_task(se))
3393                 return 0;
3394
3395         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3396         if (!gcfs_rq->propagate)
3397                 return 0;
3398
3399         gcfs_rq->propagate = 0;
3400
3401         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3402
3403         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3404
3405         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3406         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3407
3408         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3409         trace_pelt_se_tp(se);
3410
3411         return 1;
3412 }
3413
3414 /*
3415  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3416  * group_entity:
3417  */
3418 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3419 {
3420         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3421
3422         /*
3423          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3424          * decay it:
3425          */
3426         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3427                 return false;
3428
3429         /*
3430          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3431          * the utilization of the sched_entity:
3432          */
3433         if (gcfs_rq->propagate)
3434                 return false;
3435
3436         /*
3437          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3438          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3439          * waste of time to try to decay it:
3440          */
3441         return true;
3442 }
3443
3444 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3445
3446 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, int force) {}
3447
3448 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3449 {
3450         return 0;
3451 }
3452
3453 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3454
3455 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3456
3457 /**
3458  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3459  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3460  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3461  *
3462  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3463  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3464  * post_init_entity_util_avg().
3465  *
3466  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3467  *
3468  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3469  *
3470  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3471  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3472  */
3473 static inline int
3474 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3475 {
3476         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable_sum = 0;
3477         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3478         int decayed = 0;
3479
3480         if (cfs_rq->removed.nr) {
3481                 unsigned long r;
3482                 u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + sa->period_contrib;
3483
3484                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3485                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3486                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3487                 swap(cfs_rq->removed.runnable_sum, removed_runnable_sum);
3488                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3489                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3490
3491                 r = removed_load;
3492                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3493                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3494
3495                 r = removed_util;
3496                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3497                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3498
3499                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -(long)removed_runnable_sum);
3500
3501                 decayed = 1;
3502         }
3503
3504         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3505
3506 #ifndef CONFIG_64BIT
3507         smp_wmb();
3508         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3509 #endif
3510
3511         return decayed;
3512 }
3513
3514 /**
3515  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3516  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3517  * @se: sched_entity to attach
3518  * @flags: migration hints
3519  *
3520  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3521  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3522  */
3523 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3524 {
3525         u32 divider = LOAD_AVG_MAX - 1024 + cfs_rq->avg.period_contrib;
3526
3527         /*
3528          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3529          * window because without that, really weird and wonderful things can
3530          * happen.
3531          *
3532          * XXX illustrate
3533          */
3534         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3535         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3536
3537         /*
3538          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3539          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3540          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3541          * _sum a little.
3542          */
3543         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3544
3545         se->avg.load_sum = divider;
3546         if (se_weight(se)) {
3547                 se->avg.load_sum =
3548                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3549         }
3550
3551         se->avg.runnable_load_sum = se->avg.load_sum;
3552
3553         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3554         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3555         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3556
3557         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3558
3559         cfs_rq_util_change(cfs_rq, flags);
3560
3561         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3562 }
3563
3564 /**
3565  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3566  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3567  * @se: sched_entity to detach
3568  *
3569  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3570  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3571  */
3572 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3573 {
3574         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3575         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3576         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3577
3578         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3579
3580         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3581
3582         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3583 }
3584
3585 /*
3586  * Optional action to be done while updating the load average
3587  */
3588 #define UPDATE_TG       0x1
3589 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3590 #define DO_ATTACH       0x4
3591
3592 /* Update task and its cfs_rq load average */
3593 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3594 {
3595         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3596         int decayed;
3597
3598         /*
3599          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3600          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3601          */
3602         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3603                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3604
3605         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3606         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3607
3608         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3609
3610                 /*
3611                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3612                  * !last_update_time means we've passed through
3613                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3614                  *
3615                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3616                  */
3617                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, SCHED_CPUFREQ_MIGRATION);
3618                 update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3619
3620         } else if (decayed) {
3621                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3622
3623                 if (flags & UPDATE_TG)
3624                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
3625         }
3626 }
3627
3628 #ifndef CONFIG_64BIT
3629 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3630 {
3631         u64 last_update_time_copy;
3632         u64 last_update_time;
3633
3634         do {
3635                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3636                 smp_rmb();
3637                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3638         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3639
3640         return last_update_time;
3641 }
3642 #else
3643 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3644 {
3645         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3646 }
3647 #endif
3648
3649 /*
3650  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3651  * the previous rq.
3652  */
3653 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3654 {
3655         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3656         u64 last_update_time;
3657
3658         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3659         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3660 }
3661
3662 /*
3663  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3664  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3665  */
3666 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3667 {
3668         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3669         unsigned long flags;
3670
3671         /*
3672          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3673          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3674          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3675          */
3676
3677         sync_entity_load_avg(se);
3678
3679         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3680         ++cfs_rq->removed.nr;
3681         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3682         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3683         cfs_rq->removed.runnable_sum    += se->avg.load_sum; /* == runnable_sum */
3684         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3685 }
3686
3687 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3688 {
3689         return cfs_rq->avg.runnable_load_avg;
3690 }
3691
3692 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3693 {
3694         return cfs_rq->avg.load_avg;
3695 }
3696
3697 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3698 {
3699         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3700 }
3701
3702 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3703 {
3704         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3705
3706         return (max(ue.ewma, ue.enqueued) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3707 }
3708
3709 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3710 {
3711         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3712 }
3713
3714 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3715                                     struct task_struct *p)
3716 {
3717         unsigned int enqueued;
3718
3719         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3720                 return;
3721
3722         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3723         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3724         enqueued += _task_util_est(p);
3725         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3726 }
3727
3728 /*
3729  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3730  * based on the observation that:
3731  *
3732  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3733  *
3734  * NOTE: this only works when value + maring < INT_MAX.
3735  */
3736 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3737 {
3738         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3739 }
3740
3741 static void
3742 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p, bool task_sleep)
3743 {
3744         long last_ewma_diff;
3745         struct util_est ue;
3746         int cpu;
3747
3748         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3749                 return;
3750
3751         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3752         ue.enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3753         ue.enqueued -= min_t(unsigned int, ue.enqueued, _task_util_est(p));
3754         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, ue.enqueued);
3755
3756         /*
3757          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
3758          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
3759          */
3760         if (!task_sleep)
3761                 return;
3762
3763         /*
3764          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
3765          * skip the util_est update.
3766          */
3767         ue = p->se.avg.util_est;
3768         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
3769                 return;
3770
3771         /*
3772          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
3773          * to smooth utilization decreases.
3774          */
3775         ue.enqueued = (task_util(p) | UTIL_AVG_UNCHANGED);
3776         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
3777                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
3778                         ue.ewma = ue.enqueued;
3779                         goto done;
3780                 }
3781         }
3782
3783         /*
3784          * Skip update of task's estimated utilization when its EWMA is
3785          * already ~1% close to its last activation value.
3786          */
3787         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
3788         if (within_margin(last_ewma_diff, (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)))
3789                 return;
3790
3791         /*
3792          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
3793          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
3794          */
3795         cpu = cpu_of(rq_of(cfs_rq));
3796         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu))
3797                 return;
3798
3799         /*
3800          * Update Task's estimated utilization
3801          *
3802          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
3803          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
3804          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
3805          * Weighted Moving Average (EWMA):
3806          *
3807          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
3808          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
3809          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
3810          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
3811          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
3812          *
3813          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
3814          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
3815          */
3816         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3817         ue.ewma  += last_ewma_diff;
3818         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
3819 done:
3820         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
3821 }
3822
3823 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
3824 {
3825         return fits_capacity(task_util_est(p), capacity);
3826 }
3827
3828 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
3829 {
3830         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
3831                 return;
3832
3833         if (!p) {
3834                 rq->misfit_task_load = 0;
3835                 return;
3836         }
3837
3838         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
3839                 rq->misfit_task_load = 0;
3840                 return;
3841         }
3842
3843         rq->misfit_task_load = task_h_load(p);
3844 }
3845
3846 #else /* CONFIG_SMP */
3847
3848 #define UPDATE_TG       0x0
3849 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
3850 #define DO_ATTACH       0x0
3851
3852 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
3853 {
3854         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3855 }
3856
3857 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
3858
3859 static inline void
3860 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags) {}
3861 static inline void
3862 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
3863
3864 static inline int idle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
3865 {
3866         return 0;
3867 }
3868
3869 static inline void
3870 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
3871
3872 static inline void
3873 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
3874                  bool task_sleep) {}
3875 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
3876
3877 #endif /* CONFIG_SMP */
3878
3879 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3880 {
3881 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
3882         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
3883
3884         if (d < 0)
3885                 d = -d;
3886
3887         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
3888                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
3889 #endif
3890 }
3891
3892 static void
3893 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
3894 {
3895         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
3896
3897         /*
3898          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
3899          * however the extra weight of the new task will slow them down a
3900          * little, place the new task so that it fits in the slot that
3901          * stays open at the end.
3902          */
3903         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
3904                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
3905
3906         /* sleeps up to a single latency don't count. */
3907         if (!initial) {
3908                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
3909
3910                 /*
3911                  * Halve their sleep time's effect, to allow
3912                  * for a gentler effect of sleepers:
3913                  */
3914                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
3915                         thresh >>= 1;
3916
3917                 vruntime -= thresh;
3918         }
3919
3920         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
3921         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
3922 }
3923
3924 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
3925
3926 static inline void check_schedstat_required(void)
3927 {
3928 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
3929         if (schedstat_enabled())
3930                 return;
3931
3932         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
3933         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
3934                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
3935                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
3936                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
3937                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
3938                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
3939                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
3940                              "kernel parameter schedstats=enable or "
3941                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
3942         }
3943 #endif
3944 }
3945
3946
3947 /*
3948  * MIGRATION
3949  *
3950  *      dequeue
3951  *        update_curr()
3952  *          update_min_vruntime()
3953  *        vruntime -= min_vruntime
3954  *
3955  *      enqueue
3956  *        update_curr()
3957  *          update_min_vruntime()
3958  *        vruntime += min_vruntime
3959  *
3960  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
3961  * min_vruntime are up-to-date.
3962  *
3963  * WAKEUP (remote)
3964  *
3965  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
3966  *        vruntime -= min_vruntime
3967  *
3968  *      enqueue
3969  *        update_curr()
3970  *          update_min_vruntime()
3971  *        vruntime += min_vruntime
3972  *
3973  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
3974  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
3975  */
3976
3977 static void
3978 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3979 {
3980         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
3981         bool curr = cfs_rq->curr == se;
3982
3983         /*
3984          * If we're the current task, we must renormalise before calling
3985          * update_curr().
3986          */
3987         if (renorm && curr)
3988                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
3989
3990         update_curr(cfs_rq);
3991
3992         /*
3993          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
3994          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
3995          * placed in the past could significantly boost this task to the
3996          * fairness detriment of existing tasks.
3997          */
3998         if (renorm && !curr)
3999                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4000
4001         /*
4002          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4003          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4004          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4005          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4006          *     its group cfs_rq
4007          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4008          */
4009         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4010         update_cfs_group(se);
4011         enqueue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4012         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4013
4014         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4015                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4016
4017         check_schedstat_required();
4018         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4019         check_spread(cfs_rq, se);
4020         if (!curr)
4021                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4022         se->on_rq = 1;
4023
4024         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
4025                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4026                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4027         }
4028 }
4029
4030 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4031 {
4032         for_each_sched_entity(se) {
4033                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4034                 if (cfs_rq->last != se)
4035                         break;
4036
4037                 cfs_rq->last = NULL;
4038         }
4039 }
4040
4041 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4042 {
4043         for_each_sched_entity(se) {
4044                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4045                 if (cfs_rq->next != se)
4046                         break;
4047
4048                 cfs_rq->next = NULL;
4049         }
4050 }
4051
4052 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4053 {
4054         for_each_sched_entity(se) {
4055                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4056                 if (cfs_rq->skip != se)
4057                         break;
4058
4059                 cfs_rq->skip = NULL;
4060         }
4061 }
4062
4063 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4064 {
4065         if (cfs_rq->last == se)
4066                 __clear_buddies_last(se);
4067
4068         if (cfs_rq->next == se)
4069                 __clear_buddies_next(se);
4070
4071         if (cfs_rq->skip == se)
4072                 __clear_buddies_skip(se);
4073 }
4074
4075 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4076
4077 static void
4078 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4079 {
4080         /*
4081          * Update run-time statistics of the 'current'.
4082          */
4083         update_curr(cfs_rq);
4084
4085         /*
4086          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4087          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4088          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4089          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4090          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4091          *     of its group cfs_rq.
4092          */
4093         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4094         dequeue_runnable_load_avg(cfs_rq, se);
4095
4096         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4097
4098         clear_buddies(cfs_rq, se);
4099
4100         if (se != cfs_rq->curr)
4101                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4102         se->on_rq = 0;
4103         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4104
4105         /*
4106          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4107          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4108          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4109          * can move min_vruntime forward still more.
4110          */
4111         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4112                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4113
4114         /* return excess runtime on last dequeue */
4115         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4116
4117         update_cfs_group(se);
4118
4119         /*
4120          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4121          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4122          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4123          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4124          */
4125         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4126                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4127 }
4128
4129 /*
4130  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4131  */
4132 static void
4133 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4134 {
4135         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4136         struct sched_entity *se;
4137         s64 delta;
4138
4139         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4140         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4141         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4142                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4143                 /*
4144                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4145                  * re-elected due to buddy favours.
4146                  */
4147                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4148                 return;
4149         }
4150
4151         /*
4152          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4153          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4154          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4155          */
4156         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4157                 return;
4158
4159         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4160         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4161
4162         if (delta < 0)
4163                 return;
4164
4165         if (delta > ideal_runtime)
4166                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4167 }
4168
4169 static void
4170 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4171 {
4172         /* 'current' is not kept within the tree. */
4173         if (se->on_rq) {
4174                 /*
4175                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4176                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4177                  * runqueue.
4178                  */
4179                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4180                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4181                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4182         }
4183
4184         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4185         cfs_rq->curr = se;
4186
4187         /*
4188          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4189          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4190          * when there are only lesser-weight tasks around):
4191          */
4192         if (schedstat_enabled() &&
4193             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4194                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4195                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4196                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4197         }
4198
4199         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4200 }
4201
4202 static int
4203 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4204
4205 /*
4206  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4207  * 1) keep things fair between processes/task groups
4208  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4209  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4210  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4211  */
4212 static struct sched_entity *
4213 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4214 {
4215         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4216         struct sched_entity *se;
4217
4218         /*
4219          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4220          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4221          */
4222         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4223                 left = curr;
4224
4225         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4226
4227         /*
4228          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4229          * be done without getting too unfair.
4230          */
4231         if (cfs_rq->skip == se) {
4232                 struct sched_entity *second;
4233
4234                 if (se == curr) {
4235                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4236                 } else {
4237                         second = __pick_next_entity(se);
4238                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4239                                 second = curr;
4240                 }
4241
4242                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4243                         se = second;
4244         }
4245
4246         /*
4247          * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4248          */
4249         if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1)
4250                 se = cfs_rq->last;
4251
4252         /*
4253          * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4254          */
4255         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1)
4256                 se = cfs_rq->next;
4257
4258         clear_buddies(cfs_rq, se);
4259
4260         return se;
4261 }
4262
4263 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4264
4265 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4266 {
4267         /*
4268          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4269          * was not called and update_curr() has to be done:
4270          */
4271         if (prev->on_rq)
4272                 update_curr(cfs_rq);
4273
4274         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4275         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4276
4277         check_spread(cfs_rq, prev);
4278
4279         if (prev->on_rq) {
4280                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4281                 /* Put 'current' back into the tree. */
4282                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4283                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4284                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4285         }
4286         cfs_rq->curr = NULL;
4287 }
4288
4289 static void
4290 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4291 {
4292         /*
4293          * Update run-time statistics of the 'current'.
4294          */
4295         update_curr(cfs_rq);
4296
4297         /*
4298          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4299          */
4300         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4301         update_cfs_group(curr);
4302
4303 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4304         /*
4305          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4306          * validating it and just reschedule.
4307          */
4308         if (queued) {
4309                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4310                 return;
4311         }
4312         /*
4313          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4314          */
4315         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4316                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4317                 return;
4318 #endif
4319
4320         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4321                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4322 }
4323
4324
4325 /**************************************************
4326  * CFS bandwidth control machinery
4327  */
4328
4329 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4330
4331 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4332 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4333
4334 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4335 {
4336         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4337 }
4338
4339 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4340 {
4341         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4342 }
4343
4344 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4345 {
4346         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4347 }
4348 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4349 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4350 {
4351         return true;
4352 }
4353
4354 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4355 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4356 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4357
4358 /*
4359  * default period for cfs group bandwidth.
4360  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4361  */
4362 static inline u64 default_cfs_period(void)
4363 {
4364         return 100000000ULL;
4365 }
4366
4367 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4368 {
4369         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4370 }
4371
4372 /*
4373  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4374  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4375  * around rq->lock.
4376  *
4377  * requires cfs_b->lock
4378  */
4379 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4380 {
4381         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF)
4382                 cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4383 }
4384
4385 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4386 {
4387         return &tg->cfs_bandwidth;
4388 }
4389
4390 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4391 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4392 {
4393         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
4394         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(tg);
4395         u64 amount = 0, min_amount;
4396
4397         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4398         min_amount = sched_cfs_bandwidth_slice() - cfs_rq->runtime_remaining;
4399
4400         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4401         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4402                 amount = min_amount;
4403         else {
4404                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4405
4406                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4407                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4408                         cfs_b->runtime -= amount;
4409                         cfs_b->idle = 0;
4410                 }
4411         }
4412         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4413
4414         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4415
4416         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4417 }
4418
4419 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4420 {
4421         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4422         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4423
4424         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4425                 return;
4426
4427         if (cfs_rq->throttled)
4428                 return;
4429         /*
4430          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4431          * hierarchy can be throttled
4432          */
4433         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4434                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4435 }
4436
4437 static __always_inline
4438 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4439 {
4440         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4441                 return;
4442
4443         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4444 }
4445
4446 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4447 {
4448         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4449 }
4450
4451 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4452 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4453 {
4454         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4455 }
4456
4457 /*
4458  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4459  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4460  * load-balance operations.
4461  */
4462 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4463                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4464 {
4465         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4466
4467         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4468         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4469
4470         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4471                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4472 }
4473
4474 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4475 {
4476         struct rq *rq = data;
4477         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4478
4479         cfs_rq->throttle_count--;
4480         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4481                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4482                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4483
4484                 /* Add cfs_rq with already running entity in the list */
4485                 if (cfs_rq->nr_running >= 1)
4486                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4487         }
4488
4489         return 0;
4490 }
4491
4492 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4493 {
4494         struct rq *rq = data;
4495         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4496
4497         /* group is entering throttled state, stop time */
4498         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4499                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4500                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4501         }
4502         cfs_rq->throttle_count++;
4503
4504         return 0;
4505 }
4506
4507 static void throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4508 {
4509         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4510         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4511         struct sched_entity *se;
4512         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4513         bool empty;
4514
4515         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4516
4517         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4518         rcu_read_lock();
4519         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4520         rcu_read_unlock();
4521
4522         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4523         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4524         for_each_sched_entity(se) {
4525                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4526                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4527                 if (!se->on_rq)
4528                         break;
4529
4530                 if (dequeue)
4531                         dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4532                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4533                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4534
4535                 if (qcfs_rq->load.weight)
4536                         dequeue = 0;
4537         }
4538
4539         if (!se)
4540                 sub_nr_running(rq, task_delta);
4541
4542         cfs_rq->throttled = 1;
4543         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4544         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4545         empty = list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4546
4547         /*
4548          * Add to the _head_ of the list, so that an already-started
4549          * distribute_cfs_runtime will not see us. If disribute_cfs_runtime is
4550          * not running add to the tail so that later runqueues don't get starved.
4551          */
4552         if (cfs_b->distribute_running)
4553                 list_add_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4554         else
4555                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list, &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4556
4557         /*
4558          * If we're the first throttled task, make sure the bandwidth
4559          * timer is running.
4560          */
4561         if (empty)
4562                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4563
4564         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4565 }
4566
4567 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4568 {
4569         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4570         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4571         struct sched_entity *se;
4572         int enqueue = 1;
4573         long task_delta, idle_task_delta;
4574
4575         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4576
4577         cfs_rq->throttled = 0;
4578
4579         update_rq_clock(rq);
4580
4581         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4582         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4583         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4584         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4585
4586         /* update hierarchical throttle state */
4587         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4588
4589         if (!cfs_rq->load.weight)
4590                 return;
4591
4592         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4593         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4594         for_each_sched_entity(se) {
4595                 if (se->on_rq)
4596                         enqueue = 0;
4597
4598                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4599                 if (enqueue)
4600                         enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4601                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4602                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4603
4604                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4605                         break;
4606         }
4607
4608         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4609
4610         if (!se)
4611                 add_nr_running(rq, task_delta);
4612
4613         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4614         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4615                 resched_curr(rq);
4616 }
4617
4618 static u64 distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 remaining)
4619 {
4620         struct cfs_rq *cfs_rq;
4621         u64 runtime;
4622         u64 starting_runtime = remaining;
4623
4624         rcu_read_lock();
4625         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4626                                 throttled_list) {
4627                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4628                 struct rq_flags rf;
4629
4630                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4631                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4632                         goto next;
4633
4634                 /* By the above check, this should never be true */
4635                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4636
4637                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4638                 if (runtime > remaining)
4639                         runtime = remaining;
4640                 remaining -= runtime;
4641
4642                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4643
4644                 /* we check whether we're throttled above */
4645                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4646                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4647
4648 next:
4649                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4650
4651                 if (!remaining)
4652                         break;
4653         }
4654         rcu_read_unlock();
4655
4656         return starting_runtime - remaining;
4657 }
4658
4659 /*
4660  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
4661  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
4662  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
4663  * used to track this state.
4664  */
4665 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
4666 {
4667         u64 runtime;
4668         int throttled;
4669
4670         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
4671         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4672                 goto out_deactivate;
4673
4674         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4675         cfs_b->nr_periods += overrun;
4676
4677         /*
4678          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
4679          * we're going inactive then everything else can be deferred
4680          */
4681         if (cfs_b->idle && !throttled)
4682                 goto out_deactivate;
4683
4684         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
4685
4686         if (!throttled) {
4687                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
4688                 cfs_b->idle = 1;
4689                 return 0;
4690         }
4691
4692         /* account preceding periods in which throttling occurred */
4693         cfs_b->nr_throttled += overrun;
4694
4695         /*
4696          * This check is repeated as we are holding onto the new bandwidth while
4697          * we unthrottle. This can potentially race with an unthrottled group
4698          * trying to acquire new bandwidth from the global pool. This can result
4699          * in us over-using our runtime if it is all used during this loop, but
4700          * only by limited amounts in that extreme case.
4701          */
4702         while (throttled && cfs_b->runtime > 0 && !cfs_b->distribute_running) {
4703                 runtime = cfs_b->runtime;
4704                 cfs_b->distribute_running = 1;
4705                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4706                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
4707                 runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4708                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4709
4710                 cfs_b->distribute_running = 0;
4711                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4712
4713                 lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4714         }
4715
4716         /*
4717          * While we are ensured activity in the period following an
4718          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
4719          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
4720          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
4721          */
4722         cfs_b->idle = 0;
4723
4724         return 0;
4725
4726 out_deactivate:
4727         return 1;
4728 }
4729
4730 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
4731 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
4732 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
4733 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
4734 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
4735 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
4736
4737 /*
4738  * Are we near the end of the current quota period?
4739  *
4740  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
4741  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
4742  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
4743  */
4744 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
4745 {
4746         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
4747         u64 remaining;
4748
4749         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
4750         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
4751                 return 1;
4752
4753         /* is a quota refresh about to occur? */
4754         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
4755         if (remaining < min_expire)
4756                 return 1;
4757
4758         return 0;
4759 }
4760
4761 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4762 {
4763         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
4764
4765         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
4766         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
4767                 return;
4768
4769         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
4770         if (cfs_b->slack_started)
4771                 return;
4772         cfs_b->slack_started = true;
4773
4774         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
4775                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
4776                         HRTIMER_MODE_REL);
4777 }
4778
4779 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
4780 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4781 {
4782         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4783         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
4784
4785         if (slack_runtime <= 0)
4786                 return;
4787
4788         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4789         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
4790                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
4791
4792                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
4793                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
4794                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
4795                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
4796         }
4797         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4798
4799         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
4800         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
4801 }
4802
4803 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4804 {
4805         if (!cfs_bandwidth_used())
4806                 return;
4807
4808         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
4809                 return;
4810
4811         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4812 }
4813
4814 /*
4815  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
4816  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
4817  */
4818 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4819 {
4820         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
4821         unsigned long flags;
4822
4823         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
4824         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4825         cfs_b->slack_started = false;
4826         if (cfs_b->distribute_running) {
4827                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4828                 return;
4829         }
4830
4831         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
4832                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4833                 return;
4834         }
4835
4836         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
4837                 runtime = cfs_b->runtime;
4838
4839         if (runtime)
4840                 cfs_b->distribute_running = 1;
4841
4842         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4843
4844         if (!runtime)
4845                 return;
4846
4847         runtime = distribute_cfs_runtime(cfs_b, runtime);
4848
4849         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4850         lsub_positive(&cfs_b->runtime, runtime);
4851         cfs_b->distribute_running = 0;
4852         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4853 }
4854
4855 /*
4856  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
4857  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
4858  * runtime as update_curr() throttling can not not trigger until it's on-rq.
4859  */
4860 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
4861 {
4862         if (!cfs_bandwidth_used())
4863                 return;
4864
4865         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
4866         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
4867                 return;
4868
4869         /* ensure the group is not already throttled */
4870         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4871                 return;
4872
4873         /* update runtime allocation */
4874         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
4875         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
4876                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4877 }
4878
4879 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
4880 {
4881         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
4882
4883         if (!cfs_bandwidth_used())
4884                 return;
4885
4886         if (!tg->parent)
4887                 return;
4888
4889         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
4890         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
4891
4892         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
4893         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
4894 }
4895
4896 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
4897 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4898 {
4899         if (!cfs_bandwidth_used())
4900                 return false;
4901
4902         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4903                 return false;
4904
4905         /*
4906          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
4907          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
4908          */
4909         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4910                 return true;
4911
4912         throttle_cfs_rq(cfs_rq);
4913         return true;
4914 }
4915
4916 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
4917 {
4918         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4919                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
4920
4921         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
4922
4923         return HRTIMER_NORESTART;
4924 }
4925
4926 extern const u64 max_cfs_quota_period;
4927
4928 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
4929 {
4930         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
4931                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
4932         unsigned long flags;
4933         int overrun;
4934         int idle = 0;
4935         int count = 0;
4936
4937         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
4938         for (;;) {
4939                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
4940                 if (!overrun)
4941                         break;
4942
4943                 if (++count > 3) {
4944                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
4945
4946                         /*
4947                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
4948                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
4949                          * to fail.
4950                          */
4951                         new = old * 2;
4952                         if (new < max_cfs_quota_period) {
4953                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
4954                                 cfs_b->quota *= 2;
4955
4956                                 pr_warn_ratelimited(
4957         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
4958                                         smp_processor_id(),
4959                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
4960                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
4961                         } else {
4962                                 pr_warn_ratelimited(
4963         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
4964                                         smp_processor_id(),
4965                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
4966                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
4967                         }
4968
4969                         /* reset count so we don't come right back in here */
4970                         count = 0;
4971                 }
4972
4973                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
4974         }
4975         if (idle)
4976                 cfs_b->period_active = 0;
4977         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
4978
4979         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
4980 }
4981
4982 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4983 {
4984         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
4985         cfs_b->runtime = 0;
4986         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
4987         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
4988
4989         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
4990         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
4991         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
4992         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
4993         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
4994         cfs_b->distribute_running = 0;
4995         cfs_b->slack_started = false;
4996 }
4997
4998 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4999 {
5000         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5001         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5002 }
5003
5004 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5005 {
5006         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5007
5008         if (cfs_b->period_active)
5009                 return;
5010
5011         cfs_b->period_active = 1;
5012         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5013         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5014 }
5015
5016 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5017 {
5018         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5019         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5020                 return;
5021
5022         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5023         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5024 }
5025
5026 /*
5027  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5028  *
5029  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5030  * bits doesn't do much.
5031  */
5032
5033 /* cpu online calback */
5034 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5035 {
5036         struct task_group *tg;
5037
5038         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5039
5040         rcu_read_lock();
5041         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5042                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5043                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5044
5045                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5046                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5047                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5048         }
5049         rcu_read_unlock();
5050 }
5051
5052 /* cpu offline callback */
5053 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5054 {
5055         struct task_group *tg;
5056
5057         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5058
5059         rcu_read_lock();
5060         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5061                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5062
5063                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5064                         continue;
5065
5066                 /*
5067                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5068                  * there's some valid quota amount
5069                  */
5070                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5071                 /*
5072                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5073                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5074                  */
5075                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5076
5077                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5078                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5079         }
5080         rcu_read_unlock();
5081 }
5082
5083 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5084
5085 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5086 {
5087         return false;
5088 }
5089
5090 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5091 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5092 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5093 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5094 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5095
5096 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5097 {
5098         return 0;
5099 }
5100
5101 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5102 {
5103         return 0;
5104 }
5105
5106 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5107                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5108 {
5109         return 0;
5110 }
5111
5112 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5113
5114 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5115 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5116 #endif
5117
5118 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5119 {
5120         return NULL;
5121 }
5122 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5123 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5124 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5125
5126 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5127
5128 /**************************************************
5129  * CFS operations on tasks:
5130  */
5131
5132 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5133 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5134 {
5135         struct sched_entity *se = &p->se;
5136         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5137
5138         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5139
5140         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5141                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5142                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5143                 s64 delta = slice - ran;
5144
5145                 if (delta < 0) {
5146                         if (rq->curr == p)
5147                                 resched_curr(rq);
5148                         return;
5149                 }
5150                 hrtick_start(rq, delta);
5151         }
5152 }
5153
5154 /*
5155  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5156  * current task is from our class and nr_running is low enough
5157  * to matter.
5158  */
5159 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5160 {
5161         struct task_struct *curr = rq->curr;
5162
5163         if (!hrtick_enabled(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5164                 return;
5165
5166         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5167                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5168 }
5169 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5170 static inline void
5171 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5172 {
5173 }
5174
5175 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5176 {
5177 }
5178 #endif
5179
5180 #ifdef CONFIG_SMP
5181 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5182
5183 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5184 {
5185         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5186 }
5187
5188 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5189 {
5190         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5191                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5192                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5193         }
5194 }
5195 #else
5196 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5197 #endif
5198
5199 /*
5200  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5201  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5202  * then put the task into the rbtree:
5203  */
5204 static void
5205 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5206 {
5207         struct cfs_rq *cfs_rq;
5208         struct sched_entity *se = &p->se;
5209         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5210
5211         /*
5212          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5213          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5214          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5215          * estimated utilization, before we update schedutil.
5216          */
5217         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5218
5219         /*
5220          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5221          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5222          * passed.
5223          */
5224         if (p->in_iowait)
5225                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5226
5227         for_each_sched_entity(se) {
5228                 if (se->on_rq)
5229                         break;
5230                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5231                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5232
5233                 /*
5234                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5235                  *
5236                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5237                  * post the final h_nr_running increment below.
5238                  */
5239                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5240                         break;
5241                 cfs_rq->h_nr_running++;
5242                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5243
5244                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5245         }
5246
5247         for_each_sched_entity(se) {
5248                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5249                 cfs_rq->h_nr_running++;
5250                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5251
5252                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5253                         break;
5254
5255                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5256                 update_cfs_group(se);
5257         }
5258
5259         if (!se) {
5260                 add_nr_running(rq, 1);
5261                 /*
5262                  * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5263                  * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5264                  * ability to cross the overutilized threshold, which will
5265                  * result in the load balancer ruining all the task placement
5266                  * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5267                  * for the first enqueue operation of new tasks during the
5268                  * overutilized flag detection.
5269                  *
5270                  * A better way of solving this problem would be to wait for
5271                  * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5272                  * into account, but that is not straightforward to implement,
5273                  * and the following generally works well enough in practice.
5274                  */
5275                 if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
5276                         update_overutilized_status(rq);
5277
5278         }
5279
5280         if (cfs_bandwidth_used()) {
5281                 /*
5282                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5283                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5284                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5285                  * below.
5286                  */
5287                 for_each_sched_entity(se) {
5288                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5289
5290                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5291                                 break;
5292                 }
5293         }
5294
5295         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5296
5297         hrtick_update(rq);
5298 }
5299
5300 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5301
5302 /*
5303  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5304  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5305  * update the fair scheduling stats:
5306  */
5307 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5308 {
5309         struct cfs_rq *cfs_rq;
5310         struct sched_entity *se = &p->se;
5311         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5312         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5313
5314         for_each_sched_entity(se) {
5315                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5316                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5317
5318                 /*
5319                  * end evaluation on encountering a throttled cfs_rq
5320                  *
5321                  * note: in the case of encountering a throttled cfs_rq we will
5322                  * post the final h_nr_running decrement below.
5323                 */
5324                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5325                         break;
5326                 cfs_rq->h_nr_running--;
5327                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5328
5329                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5330                 if (cfs_rq->load.weight) {
5331                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5332                         se = parent_entity(se);
5333                         /*
5334                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5335                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5336                          */
5337                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5338                                 set_next_buddy(se);
5339                         break;
5340                 }
5341                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5342         }
5343
5344         for_each_sched_entity(se) {
5345                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5346                 cfs_rq->h_nr_running--;
5347                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5348
5349                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5350                         break;
5351
5352                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5353                 update_cfs_group(se);
5354         }
5355
5356         if (!se)
5357                 sub_nr_running(rq, 1);
5358
5359         util_est_dequeue(&rq->cfs, p, task_sleep);
5360         hrtick_update(rq);
5361 }
5362
5363 #ifdef CONFIG_SMP
5364
5365 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5366 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5367 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5368
5369 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5370
5371 static struct {
5372         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5373         atomic_t nr_cpus;
5374         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5375         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5376         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5377 } nohz ____cacheline_aligned;
5378
5379 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5380
5381 /* CPU only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5382 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5383 {
5384         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
5385
5386         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5387                         rq->nr_running);
5388 }
5389
5390 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5391 {
5392         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5393 }
5394
5395 /*
5396  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5397  * @cpu: the CPU which load is requested
5398  * @p: the task which load should be discounted
5399  *
5400  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5401  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5402  * CPU.
5403  *
5404  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5405  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5406  * load.
5407  */
5408 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5409 {
5410         struct cfs_rq *cfs_rq;
5411         unsigned int load;
5412
5413         /* Task has no contribution or is new */
5414         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5415                 return cpu_load(rq);
5416
5417         cfs_rq = &rq->cfs;
5418         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5419
5420         /* Discount task's util from CPU's util */
5421         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5422
5423         return load;
5424 }
5425
5426 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5427 {
5428         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5429 }
5430
5431 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5432 {
5433         /*
5434          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5435          * jiffy will not have built up many flips.
5436          */
5437         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5438                 current->wakee_flips >>= 1;
5439                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5440         }
5441
5442         if (current->last_wakee != p) {
5443                 current->last_wakee = p;
5444                 current->wakee_flips++;
5445         }
5446 }
5447
5448 /*
5449  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5450  *
5451  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5452  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5453  *
5454  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5455  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5456  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5457  *
5458  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5459  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5460  *
5461  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5462  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5463  * socket size.
5464  */
5465 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5466 {
5467         unsigned int master = current->wakee_flips;
5468         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5469         int factor = this_cpu_read(sd_llc_size);
5470
5471         if (master < slave)
5472                 swap(master, slave);
5473         if (slave < factor || master < slave * factor)
5474                 return 0;
5475         return 1;
5476 }
5477
5478 /*
5479  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5480  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5481  * CPU.
5482  *
5483  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5484  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5485  *
5486  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5487  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5488  *                        for the overloaded case.
5489  */
5490 static int
5491 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5492 {
5493         /*
5494          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5495          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5496          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5497          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5498          *
5499          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5500          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5501          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5502          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5503          * on one CPU.
5504          */
5505         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5506                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5507
5508         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5509                 return this_cpu;
5510
5511         return nr_cpumask_bits;
5512 }
5513
5514 static int
5515 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5516                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5517 {
5518         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5519         unsigned long task_load;
5520
5521         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
5522
5523         if (sync) {
5524                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5525
5526                 if (current_load > this_eff_load)
5527                         return this_cpu;
5528
5529                 this_eff_load -= current_load;
5530         }
5531
5532         task_load = task_h_load(p);
5533
5534         this_eff_load += task_load;
5535         if (sched_feat(WA_BIAS))
5536                 this_eff_load *= 100;
5537         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5538
5539         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
5540         prev_eff_load -= task_load;
5541         if (sched_feat(WA_BIAS))
5542                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5543         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5544
5545         /*
5546          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5547          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5548          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5549          * idle.
5550          */
5551         if (sync)
5552                 prev_eff_load += 1;
5553
5554         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5555 }
5556
5557 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5558                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5559 {
5560         int target = nr_cpumask_bits;
5561
5562         if (sched_feat(WA_IDLE))
5563                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5564
5565         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5566                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5567
5568         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5569         if (target == nr_cpumask_bits)
5570                 return prev_cpu;
5571
5572         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5573         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5574         return target;
5575 }
5576
5577 static struct sched_group *
5578 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5579                   int this_cpu, int sd_flag);
5580
5581 /*
5582  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5583  */
5584 static int
5585 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5586 {
5587         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5588         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5589         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5590         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5591         int shallowest_idle_cpu = -1, si_cpu = -1;
5592         int i;
5593
5594         /* Check if we have any choice: */
5595         if (group->group_weight == 1)
5596                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5597
5598         /* Traverse only the allowed CPUs */
5599         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5600                 if (available_idle_cpu(i)) {
5601                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5602                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5603                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5604                                 /*
5605                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5606                                  * has the smallest exit latency irrespective
5607                                  * of any idle timestamp.
5608                                  */
5609                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5610                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5611                                 shallowest_idle_cpu = i;
5612                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5613                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5614                                 /*
5615                                  * If equal or no active idle state, then
5616                                  * the most recently idled CPU might have
5617                                  * a warmer cache.
5618                                  */
5619                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5620                                 shallowest_idle_cpu = i;
5621                         }
5622                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1 && si_cpu == -1) {
5623                         if (sched_idle_cpu(i)) {
5624                                 si_cpu = i;
5625                                 continue;
5626                         }
5627
5628                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
5629                         if (load < min_load) {
5630                                 min_load = load;
5631                                 least_loaded_cpu = i;
5632                         }
5633                 }
5634         }
5635
5636         if (shallowest_idle_cpu != -1)
5637                 return shallowest_idle_cpu;
5638         if (si_cpu != -1)
5639                 return si_cpu;
5640         return least_loaded_cpu;
5641 }
5642
5643 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5644                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
5645 {
5646         int new_cpu = cpu;
5647
5648         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
5649                 return prev_cpu;
5650
5651         /*
5652          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
5653          * prev_cpu's last_update_time.
5654          */
5655         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
5656                 sync_entity_load_avg(&p->se);
5657
5658         while (sd) {
5659                 struct sched_group *group;
5660                 struct sched_domain *tmp;
5661                 int weight;
5662
5663                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
5664                         sd = sd->child;
5665                         continue;
5666                 }
5667
5668                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu, sd_flag);
5669                 if (!group) {
5670                         sd = sd->child;
5671                         continue;
5672                 }
5673
5674                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
5675                 if (new_cpu == cpu) {
5676                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
5677                         sd = sd->child;
5678                         continue;
5679                 }
5680
5681                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
5682                 cpu = new_cpu;
5683                 weight = sd->span_weight;
5684                 sd = NULL;
5685                 for_each_domain(cpu, tmp) {
5686                         if (weight <= tmp->span_weight)
5687                                 break;
5688                         if (tmp->flags & sd_flag)
5689                                 sd = tmp;
5690                 }
5691         }
5692
5693         return new_cpu;
5694 }
5695
5696 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
5697 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
5698 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
5699
5700 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
5701 {
5702         struct sched_domain_shared *sds;
5703
5704         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5705         if (sds)
5706                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
5707 }
5708
5709 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
5710 {
5711         struct sched_domain_shared *sds;
5712
5713         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
5714         if (sds)
5715                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
5716
5717         return def;
5718 }
5719
5720 /*
5721  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
5722  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
5723  *
5724  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
5725  * state should be fairly cheap.
5726  */
5727 void __update_idle_core(struct rq *rq)
5728 {
5729         int core = cpu_of(rq);
5730         int cpu;
5731
5732         rcu_read_lock();
5733         if (test_idle_cores(core, true))
5734                 goto unlock;
5735
5736         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5737                 if (cpu == core)
5738                         continue;
5739
5740                 if (!available_idle_cpu(cpu))
5741                         goto unlock;
5742         }
5743
5744         set_idle_cores(core, 1);
5745 unlock:
5746         rcu_read_unlock();
5747 }
5748
5749 /*
5750  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
5751  * there are no idle cores left in the system; tracked through
5752  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
5753  */
5754 static int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5755 {
5756         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5757         int core, cpu;
5758
5759         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5760                 return -1;
5761
5762         if (!test_idle_cores(target, false))
5763                 return -1;
5764
5765         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
5766
5767         for_each_cpu_wrap(core, cpus, target) {
5768                 bool idle = true;
5769
5770                 for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
5771                         __cpumask_clear_cpu(cpu, cpus);
5772                         if (!available_idle_cpu(cpu))
5773                                 idle = false;
5774                 }
5775
5776                 if (idle)
5777                         return core;
5778         }
5779
5780         /*
5781          * Failed to find an idle core; stop looking for one.
5782          */
5783         set_idle_cores(target, 0);
5784
5785         return -1;
5786 }
5787
5788 /*
5789  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
5790  */
5791 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5792 {
5793         int cpu, si_cpu = -1;
5794
5795         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
5796                 return -1;
5797
5798         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
5799                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
5800                         continue;
5801                 if (available_idle_cpu(cpu))
5802                         return cpu;
5803                 if (si_cpu == -1 && sched_idle_cpu(cpu))
5804                         si_cpu = cpu;
5805         }
5806
5807         return si_cpu;
5808 }
5809
5810 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
5811
5812 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5813 {
5814         return -1;
5815 }
5816
5817 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
5818 {
5819         return -1;
5820 }
5821
5822 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
5823
5824 /*
5825  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
5826  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
5827  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
5828  */
5829 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
5830 {
5831         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
5832         struct sched_domain *this_sd;
5833         u64 avg_cost, avg_idle;
5834         u64 time, cost;
5835         s64 delta;
5836         int this = smp_processor_id();
5837         int cpu, nr = INT_MAX, si_cpu = -1;
5838
5839         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
5840         if (!this_sd)
5841                 return -1;
5842
5843         /*
5844          * Due to large variance we need a large fuzz factor; hackbench in
5845          * particularly is sensitive here.
5846          */
5847         avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
5848         avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
5849
5850         if (sched_feat(SIS_AVG_CPU) && avg_idle < avg_cost)
5851                 return -1;
5852
5853         if (sched_feat(SIS_PROP)) {
5854                 u64 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
5855                 if (span_avg > 4*avg_cost)
5856                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
5857                 else
5858                         nr = 4;
5859         }
5860
5861         time = cpu_clock(this);
5862
5863         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
5864
5865         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
5866                 if (!--nr)
5867                         return si_cpu;
5868                 if (available_idle_cpu(cpu))
5869                         break;
5870                 if (si_cpu == -1 && sched_idle_cpu(cpu))
5871                         si_cpu = cpu;
5872         }
5873
5874         time = cpu_clock(this) - time;
5875         cost = this_sd->avg_scan_cost;
5876         delta = (s64)(time - cost) / 8;
5877         this_sd->avg_scan_cost += delta;
5878
5879         return cpu;
5880 }
5881
5882 /*
5883  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
5884  */
5885 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
5886 {
5887         struct sched_domain *sd;
5888         int i, recent_used_cpu;
5889
5890         if (available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target))
5891                 return target;
5892
5893         /*
5894          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
5895          */
5896         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
5897             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)))
5898                 return prev;
5899
5900         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
5901         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
5902         if (recent_used_cpu != prev &&
5903             recent_used_cpu != target &&
5904             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
5905             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
5906             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr)) {
5907                 /*
5908                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
5909                  * candidate for the next wake:
5910                  */
5911                 p->recent_used_cpu = prev;
5912                 return recent_used_cpu;
5913         }
5914
5915         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
5916         if (!sd)
5917                 return target;
5918
5919         i = select_idle_core(p, sd, target);
5920         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5921                 return i;
5922
5923         i = select_idle_cpu(p, sd, target);
5924         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5925                 return i;
5926
5927         i = select_idle_smt(p, target);
5928         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
5929                 return i;
5930
5931         return target;
5932 }
5933
5934 /**
5935  * Amount of capacity of a CPU that is (estimated to be) used by CFS tasks
5936  * @cpu: the CPU to get the utilization of
5937  *
5938  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
5939  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
5940  * (ie cpu_capacity).
5941  *
5942  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
5943  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
5944  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
5945  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
5946  * (arch_scale_freq_capacity()).
5947  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
5948  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
5949  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
5950  *
5951  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
5952  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
5953  * currently RUNNABLE on that CPU.
5954  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
5955  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
5956  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
5957  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
5958  *
5959  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
5960  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
5961  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
5962  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
5963  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
5964  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
5965  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
5966  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
5967  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
5968  * migrations (scheduler-driven DVFS).
5969  *
5970  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
5971  */
5972 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
5973 {
5974         struct cfs_rq *cfs_rq;
5975         unsigned int util;
5976
5977         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
5978         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
5979
5980         if (sched_feat(UTIL_EST))
5981                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
5982
5983         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
5984 }
5985
5986 /*
5987  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
5988  * @cpu: the CPU which utilization is requested
5989  * @p: the task which utilization should be discounted
5990  *
5991  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
5992  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
5993  * execution on that CPU.
5994  *
5995  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
5996  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
5997  * contributing to the CPU utilization.
5998  */
5999 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6000 {
6001         struct cfs_rq *cfs_rq;
6002         unsigned int util;
6003
6004         /* Task has no contribution or is new */
6005         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6006                 return cpu_util(cpu);
6007
6008         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6009         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6010
6011         /* Discount task's util from CPU's util */
6012         lsub_positive(&util, task_util(p));
6013
6014         /*
6015          * Covered cases:
6016          *
6017          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6018          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6019          *    and thus we return:
6020          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6021          *
6022          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6023          *    IDLE, then:
6024          *      cpu_util >= task_util
6025          *      cpu_util > util_est (== 0)
6026          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6027          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6028          *
6029          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6030          *      util_est > cpu_util
6031          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6032          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6033          *    considering the expected utilization of tasks already
6034          *    runnable on that CPU.
6035          *
6036          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6037          * covered by the following code when estimated utilization is
6038          * enabled.
6039          */
6040         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6041                 unsigned int estimated =
6042                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6043
6044                 /*
6045                  * Despite the following checks we still have a small window
6046                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6047                  * races with LB's detach_task():
6048                  *
6049                  *   detach_task()
6050                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6051                  *     ---------------------------------- A
6052                  *     deactivate_task()                   \
6053                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6054                  *         util_est_dequeue()              /
6055                  *     ---------------------------------- B
6056                  *
6057                  * The additional check on "current == p" it's required to
6058                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6059                  * reducing the chances for the above race.
6060                  */
6061                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6062                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6063
6064                 util = max(util, estimated);
6065         }
6066
6067         /*
6068          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6069          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6070          * the cpu_util call.
6071          */
6072         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6073 }
6074
6075 /*
6076  * Disable WAKE_AFFINE in the case where task @p doesn't fit in the
6077  * capacity of either the waking CPU @cpu or the previous CPU @prev_cpu.
6078  *
6079  * In that case WAKE_AFFINE doesn't make sense and we'll let
6080  * BALANCE_WAKE sort things out.
6081  */
6082 static int wake_cap(struct task_struct *p, int cpu, int prev_cpu)
6083 {
6084         long min_cap, max_cap;
6085
6086         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6087                 return 0;
6088
6089         min_cap = min(capacity_orig_of(prev_cpu), capacity_orig_of(cpu));
6090         max_cap = cpu_rq(cpu)->rd->max_cpu_capacity;
6091
6092         /* Minimum capacity is close to max, no need to abort wake_affine */
6093         if (max_cap - min_cap < max_cap >> 3)
6094                 return 0;
6095
6096         /* Bring task utilization in sync with prev_cpu */
6097         sync_entity_load_avg(&p->se);
6098
6099         return !task_fits_capacity(p, min_cap);
6100 }
6101
6102 /*
6103  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6104  * to @dst_cpu.
6105  */
6106 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6107 {
6108         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6109         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6110
6111         /*
6112          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6113          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6114          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6115          * util_avg should already be correct.
6116          */
6117         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6118                 sub_positive(&util, task_util(p));
6119         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6120                 util += task_util(p);
6121
6122         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6123                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6124
6125                 /*
6126                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6127                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6128                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6129                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6130                  */
6131                 if (dst_cpu == cpu)
6132                         util_est += _task_util_est(p);
6133
6134                 util = max(util, util_est);
6135         }
6136
6137         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6138 }
6139
6140 /*
6141  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6142  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6143  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6144  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6145  * task.
6146  */
6147 static long
6148 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6149 {
6150         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6151         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6152         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6153         int cpu;
6154
6155         /*
6156          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6157          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6158          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6159          * instead of the rd span.
6160          *
6161          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6162          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6163          */
6164         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6165                 unsigned long cpu_util, util_cfs = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6166                 struct task_struct *tsk = cpu == dst_cpu ? p : NULL;
6167
6168                 /*
6169                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6170                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6171                  * is already enough to scale the EM reported power
6172                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6173                  */
6174                 sum_util += schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6175                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6176
6177                 /*
6178                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6179                  * must be considered since it affects the selection
6180                  * of the performance domain frequency.
6181                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6182                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6183                  */
6184                 cpu_util = schedutil_cpu_util(cpu, util_cfs, cpu_cap,
6185                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6186                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6187         }
6188
6189         return em_pd_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6190 }
6191
6192 /*
6193  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6194  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6195  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6196  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6197  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6198  *
6199  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6200  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6201  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6202  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6203  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6204  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6205  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6206  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6207  * the best candidates of the performance domain.
6208  *
6209  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6210  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6211  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6212  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6213  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6214  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6215  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6216  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6217  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6218  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6219  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6220  *
6221  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6222  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6223  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6224  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6225  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6226  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6227  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6228  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6229  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6230  */
6231 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6232 {
6233         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6234         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6235         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6236         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6237         struct sched_domain *sd;
6238         struct perf_domain *pd;
6239
6240         rcu_read_lock();
6241         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6242         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6243                 goto fail;
6244
6245         /*
6246          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6247          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6248          */
6249         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6250         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6251                 sd = sd->parent;
6252         if (!sd)
6253                 goto fail;
6254
6255         sync_entity_load_avg(&p->se);
6256         if (!task_util_est(p))
6257                 goto unlock;
6258
6259         for (; pd; pd = pd->next) {
6260                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6261                 unsigned long base_energy_pd;
6262                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6263
6264                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6265                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6266                 base_energy += base_energy_pd;
6267
6268                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6269                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6270                                 continue;
6271
6272                         /* Skip CPUs that will be overutilized. */
6273                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6274                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6275                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6276                                 continue;
6277
6278                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6279                         if (cpu == prev_cpu) {
6280                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6281                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6282                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6283                         }
6284
6285                         /*
6286                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6287                          * the performance domain
6288                          */
6289                         spare_cap = cpu_cap - util;
6290                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6291                                 max_spare_cap = spare_cap;
6292                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6293                         }
6294                 }
6295
6296                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6297                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap_cpu != prev_cpu) {
6298                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6299                         cur_delta -= base_energy_pd;
6300                         if (cur_delta < best_delta) {
6301                                 best_delta = cur_delta;
6302                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6303                         }
6304                 }
6305         }
6306 unlock:
6307         rcu_read_unlock();
6308
6309         /*
6310          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6311          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6312          */
6313         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6314                 return best_energy_cpu;
6315
6316         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6317                 return best_energy_cpu;
6318
6319         return prev_cpu;
6320
6321 fail:
6322         rcu_read_unlock();
6323
6324         return -1;
6325 }
6326
6327 /*
6328  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6329  * that have the 'sd_flag' flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6330  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6331  *
6332  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6333  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6334  *
6335  * Returns the target CPU number.
6336  *
6337  * preempt must be disabled.
6338  */
6339 static int
6340 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int sd_flag, int wake_flags)
6341 {
6342         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6343         int cpu = smp_processor_id();
6344         int new_cpu = prev_cpu;
6345         int want_affine = 0;
6346         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6347
6348         if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) {
6349                 record_wakee(p);
6350
6351                 if (sched_energy_enabled()) {
6352                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6353                         if (new_cpu >= 0)
6354                                 return new_cpu;
6355                         new_cpu = prev_cpu;
6356                 }
6357
6358                 want_affine = !wake_wide(p) && !wake_cap(p, cpu, prev_cpu) &&
6359                               cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6360         }
6361
6362         rcu_read_lock();
6363         for_each_domain(cpu, tmp) {
6364                 if (!(tmp->flags & SD_LOAD_BALANCE))
6365                         break;
6366
6367                 /*
6368                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6369                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6370                  */
6371                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6372                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6373                         if (cpu != prev_cpu)
6374                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6375
6376                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6377                         break;
6378                 }
6379
6380                 if (tmp->flags & sd_flag)
6381                         sd = tmp;
6382                 else if (!want_affine)
6383                         break;
6384         }
6385
6386         if (unlikely(sd)) {
6387                 /* Slow path */
6388                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6389         } else if (sd_flag & SD_BALANCE_WAKE) { /* XXX always ? */
6390                 /* Fast path */
6391
6392                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6393
6394                 if (want_affine)
6395                         current->recent_used_cpu = cpu;
6396         }
6397         rcu_read_unlock();
6398
6399         return new_cpu;
6400 }
6401
6402 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6403
6404 /*
6405  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6406  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6407  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6408  */
6409 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6410 {
6411         /*
6412          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6413          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6414          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6415          * the task on the new runqueue.
6416          */
6417         if (p->state == TASK_WAKING) {
6418                 struct sched_entity *se = &p->se;
6419                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6420                 u64 min_vruntime;
6421
6422 #ifndef CONFIG_64BIT
6423                 u64 min_vruntime_copy;
6424
6425                 do {
6426                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6427                         smp_rmb();
6428                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6429                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6430 #else
6431                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6432 #endif
6433
6434                 se->vruntime -= min_vruntime;
6435         }
6436
6437         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6438                 /*
6439                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6440                  * rq->lock and can modify state directly.
6441                  */
6442                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6443                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6444
6445         } else {
6446                 /*
6447                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6448                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6449                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6450                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6451                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6452                  * sounds not bad.
6453                  */
6454                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6455         }
6456
6457         /* Tell new CPU we are migrated */
6458         p->se.avg.last_update_time = 0;
6459
6460         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6461         p->se.exec_start = 0;
6462
6463         update_scan_period(p, new_cpu);
6464 }
6465
6466 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6467 {
6468         remove_entity_load_avg(&p->se);
6469 }
6470
6471 static int
6472 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6473 {
6474         if (rq->nr_running)
6475                 return 1;
6476
6477         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
6478 }
6479 #endif /* CONFIG_SMP */
6480
6481 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6482 {
6483         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6484
6485         /*
6486          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6487          * to virtual-time in his units.
6488          *
6489          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6490          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6491          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6492          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6493          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6494          *
6495          * This is especially important for buddies when the leftmost
6496          * task is higher priority than the buddy.
6497          */
6498         return calc_delta_fair(gran, se);
6499 }
6500
6501 /*
6502  * Should 'se' preempt 'curr'.
6503  *
6504  *             |s1
6505  *        |s2
6506  *   |s3
6507  *         g
6508  *      |<--->|c
6509  *
6510  *  w(c, s1) = -1
6511  *  w(c, s2) =  0
6512  *  w(c, s3) =  1
6513  *
6514  */
6515 static int
6516 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6517 {
6518         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6519
6520         if (vdiff <= 0)
6521                 return -1;
6522
6523         gran = wakeup_gran(se);
6524         if (vdiff > gran)
6525                 return 1;
6526
6527         return 0;
6528 }
6529
6530 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6531 {
6532         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6533                 return;
6534
6535         for_each_sched_entity(se) {
6536                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6537                         return;
6538                 cfs_rq_of(se)->last = se;
6539         }
6540 }
6541
6542 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
6543 {
6544         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6545                 return;
6546
6547         for_each_sched_entity(se) {
6548                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
6549                         return;
6550                 cfs_rq_of(se)->next = se;
6551         }
6552 }
6553
6554 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
6555 {
6556         for_each_sched_entity(se)
6557                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
6558 }
6559
6560 /*
6561  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
6562  */
6563 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
6564 {
6565         struct task_struct *curr = rq->curr;
6566         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
6567         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6568         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
6569         int next_buddy_marked = 0;
6570
6571         if (unlikely(se == pse))
6572                 return;
6573
6574         /*
6575          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
6576          * unconditionally check_prempt_curr() after an enqueue (which may have
6577          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
6578          * next-buddy nomination below.
6579          */
6580         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
6581                 return;
6582
6583         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
6584                 set_next_buddy(pse);
6585                 next_buddy_marked = 1;
6586         }
6587
6588         /*
6589          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
6590          * wake up path.
6591          *
6592          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
6593          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
6594          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
6595          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
6596          * below.
6597          */
6598         if (test_tsk_need_resched(curr))
6599                 return;
6600
6601         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
6602         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
6603             likely(!task_has_idle_policy(p)))
6604                 goto preempt;
6605
6606         /*
6607          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
6608          * is driven by the tick):
6609          */
6610         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
6611                 return;
6612
6613         find_matching_se(&se, &pse);
6614         update_curr(cfs_rq_of(se));
6615         BUG_ON(!pse);
6616         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
6617                 /*
6618                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
6619                  * triggering this preemption.
6620                  */
6621                 if (!next_buddy_marked)
6622                         set_next_buddy(pse);
6623                 goto preempt;
6624         }
6625
6626         return;
6627
6628 preempt:
6629         resched_curr(rq);
6630         /*
6631          * Only set the backward buddy when the current task is still
6632          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
6633          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
6634          * point, either of which can * drop the rq lock.
6635          *
6636          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
6637          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
6638          */
6639         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
6640                 return;
6641
6642         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
6643                 set_last_buddy(se);
6644 }
6645
6646 struct task_struct *
6647 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6648 {
6649         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
6650         struct sched_entity *se;
6651         struct task_struct *p;
6652         int new_tasks;
6653
6654 again:
6655         if (!sched_fair_runnable(rq))
6656                 goto idle;
6657
6658 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
6659         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
6660                 goto simple;
6661
6662         /*
6663          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
6664          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
6665          *
6666          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
6667          * hierarchy, only change the part that actually changes.
6668          */
6669
6670         do {
6671                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
6672
6673                 /*
6674                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
6675                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
6676                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
6677                  * forget we've ever seen it.
6678                  */
6679                 if (curr) {
6680                         if (curr->on_rq)
6681                                 update_curr(cfs_rq);
6682                         else
6683                                 curr = NULL;
6684
6685                         /*
6686                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
6687                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
6688                          * Therefore the nr_running test will indeed
6689                          * be correct.
6690                          */
6691                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
6692                                 cfs_rq = &rq->cfs;
6693
6694                                 if (!cfs_rq->nr_running)
6695                                         goto idle;
6696
6697                                 goto simple;
6698                         }
6699                 }
6700
6701                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
6702                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6703         } while (cfs_rq);
6704
6705         p = task_of(se);
6706
6707         /*
6708          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
6709          * is a different task than we started out with, try and touch the
6710          * least amount of cfs_rqs.
6711          */
6712         if (prev != p) {
6713                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
6714
6715                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
6716                         int se_depth = se->depth;
6717                         int pse_depth = pse->depth;
6718
6719                         if (se_depth <= pse_depth) {
6720                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
6721                                 pse = parent_entity(pse);
6722                         }
6723                         if (se_depth >= pse_depth) {
6724                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
6725                                 se = parent_entity(se);
6726                         }
6727                 }
6728
6729                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
6730                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6731         }
6732
6733         goto done;
6734 simple:
6735 #endif
6736         if (prev)
6737                 put_prev_task(rq, prev);
6738
6739         do {
6740                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
6741                 set_next_entity(cfs_rq, se);
6742                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
6743         } while (cfs_rq);
6744
6745         p = task_of(se);
6746
6747 done: __maybe_unused;
6748 #ifdef CONFIG_SMP
6749         /*
6750          * Move the next running task to the front of
6751          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
6752          * one.
6753          */
6754         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
6755 #endif
6756
6757         if (hrtick_enabled(rq))
6758                 hrtick_start_fair(rq, p);
6759
6760         update_misfit_status(p, rq);
6761
6762         return p;
6763
6764 idle:
6765         if (!rf)
6766                 return NULL;
6767
6768         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
6769
6770         /*
6771          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
6772          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
6773          * must re-start the pick_next_entity() loop.
6774          */
6775         if (new_tasks < 0)
6776                 return RETRY_TASK;
6777
6778         if (new_tasks > 0)
6779                 goto again;
6780
6781         /*
6782          * rq is about to be idle, check if we need to update the
6783          * lost_idle_time of clock_pelt
6784          */
6785         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
6786
6787         return NULL;
6788 }
6789
6790 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
6791 {
6792         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
6793 }
6794
6795 /*
6796  * Account for a descheduled task:
6797  */
6798 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
6799 {
6800         struct sched_entity *se = &prev->se;
6801         struct cfs_rq *cfs_rq;
6802
6803         for_each_sched_entity(se) {
6804                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6805                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
6806         }
6807 }
6808
6809 /*
6810  * sched_yield() is very simple
6811  *
6812  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
6813  */
6814 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
6815 {
6816         struct task_struct *curr = rq->curr;
6817         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
6818         struct sched_entity *se = &curr->se;
6819
6820         /*
6821          * Are we the only task in the tree?
6822          */
6823         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
6824                 return;
6825
6826         clear_buddies(cfs_rq, se);
6827
6828         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
6829                 update_rq_clock(rq);
6830                 /*
6831                  * Update run-time statistics of the 'current'.
6832                  */
6833                 update_curr(cfs_rq);
6834                 /*
6835                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
6836                  * so we don't do microscopic update in schedule()
6837                  * and double the fastpath cost.
6838                  */
6839                 rq_clock_skip_update(rq);
6840         }
6841
6842         set_skip_buddy(se);
6843 }
6844
6845 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool preempt)
6846 {
6847         struct sched_entity *se = &p->se;
6848
6849         /* throttled hierarchies are not runnable */
6850         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
6851                 return false;
6852
6853         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
6854         set_next_buddy(se);
6855
6856         yield_task_fair(rq);
6857
6858         return true;
6859 }
6860
6861 #ifdef CONFIG_SMP
6862 /**************************************************
6863  * Fair scheduling class load-balancing methods.
6864  *
6865  * BASICS
6866  *
6867  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
6868  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
6869  * time to each task. This is expressed in the following equation:
6870  *
6871  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
6872  *
6873  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
6874  * W_i,0 is defined as:
6875  *
6876  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
6877  *
6878  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
6879  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
6880  *
6881  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
6882  * weight:
6883  *
6884  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
6885  *
6886  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
6887  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
6888  * can also include other factors [XXX].
6889  *
6890  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
6891  * directly from (1):
6892  *
6893  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
6894  *
6895  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
6896  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
6897  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
6898  *
6899  * [XXX expand on:
6900  *     - infeasible weights;
6901  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
6902  *
6903  *
6904  * SCHED DOMAINS
6905  *
6906  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
6907  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
6908  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
6909  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
6910  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
6911  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
6912  * the groups.
6913  *
6914  * This yields:
6915  *
6916  *     log_2 n     1     n
6917  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
6918  *     i = 0      2^i   2^i
6919  *                               `- size of each group
6920  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
6921  *         |         `- freq
6922  *         `- sum over all levels
6923  *
6924  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
6925  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
6926  *
6927  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
6928  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
6929  *
6930  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
6931  *
6932  *             log_2 n
6933  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
6934  *             k = 0
6935  *
6936  * And you'll find that:
6937  *
6938  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
6939  *
6940  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
6941  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
6942  * of:
6943  *
6944  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
6945  *
6946  *
6947  * WORK CONSERVING
6948  *
6949  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
6950  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
6951  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
6952  *
6953  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
6954  * time.
6955  *
6956  * [XXX more?]
6957  *
6958  *
6959  * CGROUPS
6960  *
6961  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
6962  *
6963  *                                s_k,i
6964  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
6965  *                                 S_k
6966  *
6967  * Where
6968  *
6969  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
6970  *
6971  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
6972  *
6973  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
6974  * property.
6975  *
6976  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
6977  *      rewrite all of this once again.]
6978  */
6979
6980 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
6981
6982 enum fbq_type { regular, remote, all };
6983
6984 /*
6985  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
6986  *
6987  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
6988  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
6989  * group. See update_sd_pick_busiest().
6990  */
6991 enum group_type {
6992         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
6993         group_has_spare = 0,
6994         /*
6995          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
6996          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
6997          */
6998         group_fully_busy,
6999         /*
7000          * SD_ASYM_CPUCAPACITY only: One task doesn't fit with CPU's capacity
7001          * and must be migrated to a more powerful CPU.
7002          */
7003         group_misfit_task,
7004         /*
7005          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7006          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7007          * current CPU.
7008          */
7009         group_asym_packing,
7010         /*
7011          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7012          * from balancing the load across the system.
7013          */
7014         group_imbalanced,
7015         /*
7016          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7017          * tasks.
7018          */
7019         group_overloaded
7020 };
7021
7022 enum migration_type {
7023         migrate_load = 0,
7024         migrate_util,
7025         migrate_task,
7026         migrate_misfit
7027 };
7028
7029 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7030 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7031 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7032 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7033 #define LBF_NOHZ_STATS  0x10
7034 #define LBF_NOHZ_AGAIN  0x20
7035
7036 struct lb_env {
7037         struct sched_domain     *sd;
7038
7039         struct rq               *src_rq;
7040         int                     src_cpu;
7041
7042         int                     dst_cpu;
7043         struct rq               *dst_rq;
7044
7045         struct cpumask          *dst_grpmask;
7046         int                     new_dst_cpu;
7047         enum cpu_idle_type      idle;
7048         long                    imbalance;
7049         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7050         struct cpumask          *cpus;
7051
7052         unsigned int            flags;
7053
7054         unsigned int            loop;
7055         unsigned int            loop_break;
7056         unsigned int            loop_max;
7057
7058         enum fbq_type           fbq_type;
7059         enum migration_type     migration_type;
7060         struct list_head        tasks;
7061 };
7062
7063 /*
7064  * Is this task likely cache-hot:
7065  */
7066 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7067 {
7068         s64 delta;
7069
7070         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7071
7072         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7073                 return 0;
7074
7075         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7076                 return 0;
7077
7078         /*
7079          * Buddy candidates are cache hot:
7080          */
7081         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7082                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7083                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7084                 return 1;
7085
7086         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7087                 return 1;
7088         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7089                 return 0;
7090
7091         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7092
7093         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7094 }
7095
7096 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7097 /*
7098  * Returns 1, if task migration degrades locality
7099  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7100  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7101  */
7102 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7103 {
7104         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7105         unsigned long src_weight, dst_weight;
7106         int src_nid, dst_nid, dist;
7107
7108         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7109                 return -1;
7110
7111         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7112                 return -1;
7113
7114         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7115         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7116
7117         if (src_nid == dst_nid)
7118                 return -1;
7119
7120         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7121         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7122                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7123                         return 1;
7124                 else
7125                         return -1;
7126         }
7127
7128         /* Encourage migration to the preferred node. */
7129         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7130                 return 0;
7131
7132         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7133         if (env->idle == CPU_IDLE)
7134                 return -1;
7135
7136         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7137         if (numa_group) {
7138                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7139                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7140         } else {
7141                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7142                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7143         }
7144
7145         return dst_weight < src_weight;
7146 }
7147
7148 #else
7149 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7150                                              struct lb_env *env)
7151 {
7152         return -1;
7153 }
7154 #endif
7155
7156 /*
7157  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7158  */
7159 static
7160 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7161 {
7162         int tsk_cache_hot;
7163
7164         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7165
7166         /*
7167          * We do not migrate tasks that are:
7168          * 1) throttled_lb_pair, or
7169          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7170          * 3) running (obviously), or
7171          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7172          */
7173         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7174                 return 0;
7175
7176         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7177                 int cpu;
7178
7179                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7180
7181                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7182
7183                 /*
7184                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7185                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7186                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7187                  *
7188                  * Avoid computing new_dst_cpu for NEWLY_IDLE or if we have
7189                  * already computed one in current iteration.
7190                  */
7191                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE || (env->flags & LBF_DST_PINNED))
7192                         return 0;
7193
7194                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7195                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7196                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7197                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7198                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7199                                 break;
7200                         }
7201                 }
7202
7203                 return 0;
7204         }
7205
7206         /* Record that we found atleast one task that could run on dst_cpu */
7207         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7208
7209         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7210                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7211                 return 0;
7212         }
7213
7214         /*
7215          * Aggressive migration if:
7216          * 1) destination numa is preferred
7217          * 2) task is cache cold, or
7218          * 3) too many balance attempts have failed.
7219          */
7220         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7221         if (tsk_cache_hot == -1)
7222                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7223
7224         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7225             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7226                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7227                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7228                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7229                 }
7230                 return 1;
7231         }
7232
7233         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7234         return 0;
7235 }
7236
7237 /*
7238  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7239  */
7240 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7241 {
7242         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7243
7244         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7245         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7246 }
7247
7248 /*
7249  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7250  * part of active balancing operations within "domain".
7251  *
7252  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7253  */
7254 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7255 {
7256         struct task_struct *p;
7257
7258         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7259
7260         list_for_each_entry_reverse(p,
7261                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7262                 if (!can_migrate_task(p, env))
7263                         continue;
7264
7265                 detach_task(p, env);
7266
7267                 /*
7268                  * Right now, this is only the second place where
7269                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7270                  * so we can safely collect stats here rather than
7271                  * inside detach_tasks().
7272                  */
7273                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7274                 return p;
7275         }
7276         return NULL;
7277 }
7278
7279 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7280
7281 /*
7282  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7283  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7284  *
7285  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7286  */
7287 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7288 {
7289         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7290         unsigned long util, load;
7291         struct task_struct *p;
7292         int detached = 0;
7293
7294         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7295
7296         if (env->imbalance <= 0)
7297                 return 0;
7298
7299         while (!list_empty(tasks)) {
7300                 /*
7301                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7302                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7303                  */
7304                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7305                         break;
7306
7307                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7308
7309                 env->loop++;
7310                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7311                 if (env->loop > env->loop_max)
7312                         break;
7313
7314                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7315                 if (env->loop > env->loop_break) {
7316                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7317                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7318                         break;
7319                 }
7320
7321                 if (!can_migrate_task(p, env))
7322                         goto next;
7323
7324                 switch (env->migration_type) {
7325                 case migrate_load:
7326                         load = task_h_load(p);
7327
7328                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7329                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7330                                 goto next;
7331
7332                         /*
7333                          * Make sure that we don't migrate too much load.
7334                          * Nevertheless, let relax the constraint if
7335                          * scheduler fails to find a good waiting task to
7336                          * migrate.
7337                          */
7338                         if (load/2 > env->imbalance &&
7339                             env->sd->nr_balance_failed <= env->sd->cache_nice_tries)
7340                                 goto next;
7341
7342                         env->imbalance -= load;
7343                         break;
7344
7345                 case migrate_util:
7346                         util = task_util_est(p);
7347
7348                         if (util > env->imbalance)
7349                                 goto next;
7350
7351                         env->imbalance -= util;
7352                         break;
7353
7354                 case migrate_task:
7355                         env->imbalance--;
7356                         break;
7357
7358                 case migrate_misfit:
7359                         /* This is not a misfit task */
7360                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7361                                 goto next;
7362
7363                         env->imbalance = 0;
7364                         break;
7365                 }
7366
7367                 detach_task(p, env);
7368                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7369
7370                 detached++;
7371
7372 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7373                 /*
7374                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7375                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7376                  * the critical section.
7377                  */
7378                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7379                         break;
7380 #endif
7381
7382                 /*
7383                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7384                  * load/util/tasks.
7385                  */
7386                 if (env->imbalance <= 0)
7387                         break;
7388
7389                 continue;
7390 next:
7391                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7392         }
7393
7394         /*
7395          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7396          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7397          * than inside detach_one_task().
7398          */
7399         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7400
7401         return detached;
7402 }
7403
7404 /*
7405  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7406  */
7407 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7408 {
7409         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7410
7411         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7412         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7413         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7414 }
7415
7416 /*
7417  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7418  * its new rq.
7419  */
7420 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7421 {
7422         struct rq_flags rf;
7423
7424         rq_lock(rq, &rf);
7425         update_rq_clock(rq);
7426         attach_task(rq, p);
7427         rq_unlock(rq, &rf);
7428 }
7429
7430 /*
7431  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7432  * new rq.
7433  */
7434 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7435 {
7436         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7437         struct task_struct *p;
7438         struct rq_flags rf;
7439
7440         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7441         update_rq_clock(env->dst_rq);
7442
7443         while (!list_empty(tasks)) {
7444                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7445                 list_del_init(&p->se.group_node);
7446
7447                 attach_task(env->dst_rq, p);
7448         }
7449
7450         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7451 }
7452
7453 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7454 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7455 {
7456         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7457                 return true;
7458
7459         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7460                 return true;
7461
7462         return false;
7463 }
7464
7465 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7466 {
7467         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7468                 return true;
7469
7470         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7471                 return true;
7472
7473 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7474         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7475                 return true;
7476 #endif
7477
7478         return false;
7479 }
7480
7481 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7482 {
7483         rq->last_blocked_load_update_tick = jiffies;
7484
7485         if (!has_blocked)
7486                 rq->has_blocked_load = 0;
7487 }
7488 #else
7489 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7490 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7491 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7492 #endif
7493
7494 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
7495 {
7496         const struct sched_class *curr_class;
7497         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
7498         bool decayed;
7499
7500         /*
7501          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
7502          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
7503          */
7504         curr_class = rq->curr->sched_class;
7505
7506         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
7507                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
7508                   update_irq_load_avg(rq, 0);
7509
7510         if (others_have_blocked(rq))
7511                 *done = false;
7512
7513         return decayed;
7514 }
7515
7516 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7517
7518 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
7519 {
7520         if (cfs_rq->load.weight)
7521                 return false;
7522
7523         if (cfs_rq->avg.load_sum)
7524                 return false;
7525
7526         if (cfs_rq->avg.util_sum)
7527                 return false;
7528
7529         if (cfs_rq->avg.runnable_load_sum)
7530                 return false;
7531
7532         return true;
7533 }
7534
7535 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
7536 {
7537         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
7538         bool decayed = false;
7539         int cpu = cpu_of(rq);
7540
7541         /*
7542          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
7543          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
7544          */
7545         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
7546                 struct sched_entity *se;
7547
7548                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
7549                         update_tg_load_avg(cfs_rq, 0);
7550
7551                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
7552                                 decayed = true;
7553                 }
7554
7555                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
7556                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
7557                 if (se && !skip_blocked_update(se))
7558                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, 0);
7559
7560                 /*
7561                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
7562                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
7563                  */
7564                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
7565                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
7566
7567                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
7568                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7569                         *done = false;
7570         }
7571
7572         return decayed;
7573 }
7574
7575 /*
7576  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
7577  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
7578  * group is a fraction of its parents load.
7579  */
7580 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
7581 {
7582         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
7583         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
7584         unsigned long now = jiffies;
7585         unsigned long load;
7586
7587         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7588                 return;
7589
7590         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
7591         for_each_sched_entity(se) {
7592                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7593                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
7594                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
7595                         break;
7596         }
7597
7598         if (!se) {
7599                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
7600                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7601         }
7602
7603         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
7604                 load = cfs_rq->h_load;
7605                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
7606                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7607                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7608                 cfs_rq->h_load = load;
7609                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
7610         }
7611 }
7612
7613 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7614 {
7615         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
7616
7617         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
7618         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
7619                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
7620 }
7621 #else
7622 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
7623 {
7624         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7625         bool decayed;
7626
7627         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
7628         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
7629                 *done = false;
7630
7631         return decayed;
7632 }
7633
7634 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
7635 {
7636         return p->se.avg.load_avg;
7637 }
7638 #endif
7639
7640 static void update_blocked_averages(int cpu)
7641 {
7642         bool decayed = false, done = true;
7643         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7644         struct rq_flags rf;
7645
7646         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
7647         update_rq_clock(rq);
7648
7649         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
7650         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
7651
7652         update_blocked_load_status(rq, !done);
7653         if (decayed)
7654                 cpufreq_update_util(rq, 0);
7655         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
7656 }
7657
7658 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
7659
7660 /*
7661  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
7662  */
7663 struct sg_lb_stats {
7664         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
7665         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
7666         unsigned long group_capacity;
7667         unsigned long group_util; /* Total utilization of the group */
7668         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
7669         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
7670         unsigned int idle_cpus;
7671         unsigned int group_weight;
7672         enum group_type group_type;
7673         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
7674         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
7675 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7676         unsigned int nr_numa_running;
7677         unsigned int nr_preferred_running;
7678 #endif
7679 };
7680
7681 /*
7682  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
7683  *               during load balancing.
7684  */
7685 struct sd_lb_stats {
7686         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
7687         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
7688         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
7689         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
7690         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
7691         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
7692
7693         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
7694         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
7695 };
7696
7697 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
7698 {
7699         /*
7700          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
7701          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
7702          * We must however set busiest_stat::group_type and
7703          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
7704          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
7705          */
7706         *sds = (struct sd_lb_stats){
7707                 .busiest = NULL,
7708                 .local = NULL,
7709                 .total_load = 0UL,
7710                 .total_capacity = 0UL,
7711                 .busiest_stat = {
7712                         .idle_cpus = UINT_MAX,
7713                         .group_type = group_has_spare,
7714                 },
7715         };
7716 }
7717
7718 static unsigned long scale_rt_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7719 {
7720         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7721         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7722         unsigned long used, free;
7723         unsigned long irq;
7724
7725         irq = cpu_util_irq(rq);
7726
7727         if (unlikely(irq >= max))
7728                 return 1;
7729
7730         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
7731         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
7732
7733         if (unlikely(used >= max))
7734                 return 1;
7735
7736         free = max - used;
7737
7738         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
7739 }
7740
7741 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7742 {
7743         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(sd, cpu);
7744         struct sched_group *sdg = sd->groups;
7745
7746         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
7747
7748         if (!capacity)
7749                 capacity = 1;
7750
7751         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
7752         sdg->sgc->capacity = capacity;
7753         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
7754         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
7755 }
7756
7757 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
7758 {
7759         struct sched_domain *child = sd->child;
7760         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
7761         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
7762         unsigned long interval;
7763
7764         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
7765         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
7766         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
7767
7768         if (!child) {
7769                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
7770                 return;
7771         }
7772
7773         capacity = 0;
7774         min_capacity = ULONG_MAX;
7775         max_capacity = 0;
7776
7777         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
7778                 /*
7779                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
7780                  * span the current group.
7781                  */
7782
7783                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
7784                         struct sched_group_capacity *sgc;
7785                         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
7786
7787                         /*
7788                          * build_sched_domains() -> init_sched_groups_capacity()
7789                          * gets here before we've attached the domains to the
7790                          * runqueues.
7791                          *
7792                          * Use capacity_of(), which is set irrespective of domains
7793                          * in update_cpu_capacity().
7794                          *
7795                          * This avoids capacity from being 0 and
7796                          * causing divide-by-zero issues on boot.
7797                          */
7798                         if (unlikely(!rq->sd)) {
7799                                 capacity += capacity_of(cpu);
7800                         } else {
7801                                 sgc = rq->sd->groups->sgc;
7802                                 capacity += sgc->capacity;
7803                         }
7804
7805                         min_capacity = min(capacity, min_capacity);
7806                         max_capacity = max(capacity, max_capacity);
7807                 }
7808         } else  {
7809                 /*
7810                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
7811                  * span the current group.
7812                  */
7813
7814                 group = child->groups;
7815                 do {
7816                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
7817
7818                         capacity += sgc->capacity;
7819                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
7820                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
7821                         group = group->next;
7822                 } while (group != child->groups);
7823         }
7824
7825         sdg->sgc->capacity = capacity;
7826         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
7827         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
7828 }
7829
7830 /*
7831  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
7832  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
7833  * Return true is the capacity is reduced
7834  */
7835 static inline int
7836 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7837 {
7838         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
7839                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
7840 }
7841
7842 /*
7843  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
7844  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
7845  * the task's current CPU is heavily pressured.
7846  */
7847 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
7848 {
7849         return rq->misfit_task_load &&
7850                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
7851                  check_cpu_capacity(rq, sd));
7852 }
7853
7854 /*
7855  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
7856  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
7857  *
7858  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
7859  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
7860  * Something like:
7861  *
7862  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
7863  *              *     * * *
7864  *
7865  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
7866  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
7867  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
7868  *
7869  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
7870  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
7871  * moving tasks due to affinity constraints.
7872  *
7873  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
7874  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
7875  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
7876  * to create an effective group imbalance.
7877  *
7878  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
7879  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
7880  * subtle and fragile situation.
7881  */
7882
7883 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
7884 {
7885         return group->sgc->imbalance;
7886 }
7887
7888 /*
7889  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
7890  * be used by some tasks.
7891  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
7892  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
7893  * available capacity for CFS tasks.
7894  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
7895  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
7896  * capacity in meaningful for the load balancer.
7897  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
7898  * any benefit for the load balance.
7899  */
7900 static inline bool
7901 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
7902 {
7903         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
7904                 return true;
7905
7906         if ((sgs->group_capacity * 100) >
7907                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
7908                 return true;
7909
7910         return false;
7911 }
7912
7913 /*
7914  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
7915  *  handle.
7916  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
7917  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
7918  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
7919  *  false.
7920  */
7921 static inline bool
7922 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
7923 {
7924         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
7925                 return false;
7926
7927         if ((sgs->group_capacity * 100) <
7928                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
7929                 return true;
7930
7931         return false;
7932 }
7933
7934 /*
7935  * group_smaller_min_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7936  * per-CPU capacity than sched_group ref.
7937  */
7938 static inline bool
7939 group_smaller_min_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7940 {
7941         return fits_capacity(sg->sgc->min_capacity, ref->sgc->min_capacity);
7942 }
7943
7944 /*
7945  * group_smaller_max_cpu_capacity: Returns true if sched_group sg has smaller
7946  * per-CPU capacity_orig than sched_group ref.
7947  */
7948 static inline bool
7949 group_smaller_max_cpu_capacity(struct sched_group *sg, struct sched_group *ref)
7950 {
7951         return fits_capacity(sg->sgc->max_capacity, ref->sgc->max_capacity);
7952 }
7953
7954 static inline enum
7955 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
7956                           struct sched_group *group,
7957                           struct sg_lb_stats *sgs)
7958 {
7959         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
7960                 return group_overloaded;
7961
7962         if (sg_imbalanced(group))
7963                 return group_imbalanced;
7964
7965         if (sgs->group_asym_packing)
7966                 return group_asym_packing;
7967
7968         if (sgs->group_misfit_task_load)
7969                 return group_misfit_task;
7970
7971         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
7972                 return group_fully_busy;
7973
7974         return group_has_spare;
7975 }
7976
7977 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq, bool force)
7978 {
7979 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7980         unsigned int cpu = rq->cpu;
7981
7982         if (!rq->has_blocked_load)
7983                 return false;
7984
7985         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
7986                 return false;
7987
7988         if (!force && !time_after(jiffies, rq->last_blocked_load_update_tick))
7989                 return true;
7990
7991         update_blocked_averages(cpu);
7992
7993         return rq->has_blocked_load;
7994 #else
7995         return false;
7996 #endif
7997 }
7998
7999 /**
8000  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8001  * @env: The load balancing environment.
8002  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8003  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8004  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8005  */
8006 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8007                                       struct sched_group *group,
8008                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8009                                       int *sg_status)
8010 {
8011         int i, nr_running, local_group;
8012
8013         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8014
8015         local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8016
8017         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8018                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8019
8020                 if ((env->flags & LBF_NOHZ_STATS) && update_nohz_stats(rq, false))
8021                         env->flags |= LBF_NOHZ_AGAIN;
8022
8023                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
8024                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8025                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8026
8027                 nr_running = rq->nr_running;
8028                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8029
8030                 if (nr_running > 1)
8031                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8032
8033                 if (cpu_overutilized(i))
8034                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8035
8036 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8037                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8038                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8039 #endif
8040                 /*
8041                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8042                  */
8043                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8044                         sgs->idle_cpus++;
8045                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8046                         continue;
8047                 }
8048
8049                 if (local_group)
8050                         continue;
8051
8052                 /* Check for a misfit task on the cpu */
8053                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8054                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8055                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8056                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8057                 }
8058         }
8059
8060         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8061         if (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8062             env->idle != CPU_NOT_IDLE &&
8063             sgs->sum_h_nr_running &&
8064             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu)) {
8065                 sgs->group_asym_packing = 1;
8066         }
8067
8068         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8069
8070         sgs->group_weight = group->group_weight;
8071
8072         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8073
8074         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8075         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8076                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8077                                 sgs->group_capacity;
8078 }
8079
8080 /**
8081  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8082  * @env: The load balancing environment.
8083  * @sds: sched_domain statistics
8084  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8085  * @sgs: sched_group statistics
8086  *
8087  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8088  * busiest group.
8089  *
8090  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8091  * busiest group. %false otherwise.
8092  */
8093 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8094                                    struct sd_lb_stats *sds,
8095                                    struct sched_group *sg,
8096                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8097 {
8098         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8099
8100         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8101         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8102                 return false;
8103
8104         /*
8105          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8106          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8107          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8108          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8109          */
8110         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8111             (!group_smaller_max_cpu_capacity(sg, sds->local) ||
8112              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8113                 return false;
8114
8115         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8116                 return true;
8117
8118         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8119                 return false;
8120
8121         /*
8122          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8123          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8124          */
8125
8126         switch (sgs->group_type) {
8127         case group_overloaded:
8128                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8129                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8130                         return false;
8131                 break;
8132
8133         case group_imbalanced:
8134                 /*
8135                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8136                  * choose one more than another.
8137                  */
8138                 return false;
8139
8140         case group_asym_packing:
8141                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8142                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8143                         return false;
8144                 break;
8145
8146         case group_misfit_task:
8147                 /*
8148                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8149                  * misfit.
8150                  */
8151                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8152                         return false;
8153                 break;
8154
8155         case group_fully_busy:
8156                 /*
8157                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8158                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8159                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8160                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8161                  * contention when accessing shared HW resources.
8162                  *
8163                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8164                  * select the 1st one.
8165                  */
8166                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8167                         return false;
8168                 break;
8169
8170         case group_has_spare:
8171                 /*
8172                  * Select not overloaded group with lowest number of
8173                  * idle cpus. We could also compare the spare capacity
8174                  * which is more stable but it can end up that the
8175                  * group has less spare capacity but finally more idle
8176                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8177                  */
8178                 if (sgs->idle_cpus >= busiest->idle_cpus)
8179                         return false;
8180                 break;
8181         }
8182
8183         /*
8184          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8185          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8186          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8187          * considered.
8188          */
8189         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8190             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8191             (group_smaller_min_cpu_capacity(sds->local, sg)))
8192                 return false;
8193
8194         return true;
8195 }
8196
8197 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8198 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8199 {
8200         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8201                 return regular;
8202         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8203                 return remote;
8204         return all;
8205 }
8206
8207 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8208 {
8209         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8210                 return regular;
8211         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8212                 return remote;
8213         return all;
8214 }
8215 #else
8216 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8217 {
8218         return all;
8219 }
8220
8221 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8222 {
8223         return regular;
8224 }
8225 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8226
8227
8228 struct sg_lb_stats;
8229
8230 /*
8231  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
8232  */
8233
8234 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
8235 {
8236         /* Task has no contribution or is new */
8237         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
8238                 return 0;
8239
8240         if (task_on_rq_queued(p))
8241                 return 1;
8242
8243         return 0;
8244 }
8245
8246 /**
8247  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
8248  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
8249  * @p: task which should be ignored.
8250  *
8251  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
8252  */
8253 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
8254 {
8255         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8256
8257         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
8258                 return 0;
8259
8260         /*
8261          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
8262          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
8263          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
8264          */
8265
8266 #ifdef CONFIG_SMP
8267         if (!llist_empty(&rq->wake_list))
8268                 return 0;
8269 #endif
8270
8271         return 1;
8272 }
8273
8274 /*
8275  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
8276  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
8277  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8278  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8279  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
8280  */
8281 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
8282                                           struct sched_group *group,
8283                                           struct sg_lb_stats *sgs,
8284                                           struct task_struct *p)
8285 {
8286         int i, nr_running;
8287
8288         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8289
8290         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
8291                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8292                 unsigned int local;
8293
8294                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
8295                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
8296                 local = task_running_on_cpu(i, p);
8297                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
8298
8299                 nr_running = rq->nr_running - local;
8300                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8301
8302                 /*
8303                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
8304                  */
8305                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
8306                         sgs->idle_cpus++;
8307
8308         }
8309
8310         /* Check if task fits in the group */
8311         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8312             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
8313                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
8314         }
8315
8316         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8317
8318         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
8319
8320         /*
8321          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
8322          * overloaded
8323          */
8324         if (sgs->group_type < group_fully_busy)
8325                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8326                                 sgs->group_capacity;
8327 }
8328
8329 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
8330                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
8331                                struct sched_group *group,
8332                                struct sg_lb_stats *sgs)
8333 {
8334         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
8335                 return true;
8336
8337         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
8338                 return false;
8339
8340         /*
8341          * The candidate and the current idlest group are the same type of
8342          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
8343          */
8344
8345         switch (sgs->group_type) {
8346         case group_overloaded:
8347         case group_fully_busy:
8348                 /* Select the group with lowest avg_load. */
8349                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
8350                         return false;
8351                 break;
8352
8353         case group_imbalanced:
8354         case group_asym_packing:
8355                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
8356                 return false;
8357
8358         case group_misfit_task:
8359                 /* Select group with the highest max capacity */
8360                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
8361                         return false;
8362                 break;
8363
8364         case group_has_spare:
8365                 /* Select group with most idle CPUs */
8366                 if (idlest_sgs->idle_cpus >= sgs->idle_cpus)
8367                         return false;
8368                 break;
8369         }
8370
8371         return true;
8372 }
8373
8374 /*
8375  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
8376  * domain.
8377  *
8378  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
8379  */
8380 static struct sched_group *
8381 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
8382                   int this_cpu, int sd_flag)
8383 {
8384         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
8385         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
8386         struct sg_lb_stats *sgs;
8387         unsigned long imbalance;
8388         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
8389                         .avg_load = UINT_MAX,
8390                         .group_type = group_overloaded,
8391         };
8392
8393         imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
8394                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
8395
8396         do {
8397                 int local_group;
8398
8399                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
8400                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
8401                                         p->cpus_ptr))
8402                         continue;
8403
8404                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
8405                                                sched_group_span(group));
8406
8407                 if (local_group) {
8408                         sgs = &local_sgs;
8409                         local = group;
8410                 } else {
8411                         sgs = &tmp_sgs;
8412                 }
8413
8414                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
8415
8416                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
8417                         idlest = group;
8418                         idlest_sgs = *sgs;
8419                 }
8420
8421         } while (group = group->next, group != sd->groups);
8422
8423
8424         /* There is no idlest group to push tasks to */
8425         if (!idlest)
8426                 return NULL;
8427
8428         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
8429         if (!local)
8430                 return idlest;
8431
8432         /*
8433          * If the local group is idler than the selected idlest group
8434          * don't try and push the task.
8435          */
8436         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
8437                 return NULL;
8438
8439         /*
8440          * If the local group is busier than the selected idlest group
8441          * try and push the task.
8442          */
8443         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
8444                 return idlest;
8445
8446         switch (local_sgs.group_type) {
8447         case group_overloaded:
8448         case group_fully_busy:
8449                 /*
8450                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
8451                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
8452                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
8453                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
8454                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
8455                  * and consider staying local.
8456                  */
8457
8458                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
8459                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
8460                         return NULL;
8461
8462                 /*
8463                  * If the local group is less loaded than the selected
8464                  * idlest group don't try and push any tasks.
8465                  */
8466                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
8467                         return NULL;
8468
8469                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
8470                         return NULL;
8471                 break;
8472
8473         case group_imbalanced:
8474         case group_asym_packing:
8475                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
8476                 return NULL;
8477
8478         case group_misfit_task:
8479                 /* Select group with the highest max capacity */
8480                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
8481                         return NULL;
8482                 break;
8483
8484         case group_has_spare:
8485                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
8486 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8487                         int idlest_cpu;
8488                         /*
8489                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
8490                          * the preferred node
8491                          */
8492                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8493                                 return NULL;
8494
8495                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
8496                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8497                                 return idlest;
8498 #endif
8499                         /*
8500                          * Otherwise, keep the task on this node to stay close
8501                          * its wakeup source and improve locality. If there is
8502                          * a real need of migration, periodic load balance will
8503                          * take care of it.
8504                          */
8505                         if (local_sgs.idle_cpus)
8506                                 return NULL;
8507                 }
8508
8509                 /*
8510                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
8511                  * compare the utilization which is more stable but it can end
8512                  * up that the group has less spare capacity but finally more
8513                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
8514                  */
8515                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
8516                         return NULL;
8517                 break;
8518         }
8519
8520         return idlest;
8521 }
8522
8523 /**
8524  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8525  * @env: The load balancing environment.
8526  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8527  */
8528
8529 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8530 {
8531         struct sched_domain *child = env->sd->child;
8532         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
8533         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
8534         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
8535         int sg_status = 0;
8536
8537 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8538         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE && READ_ONCE(nohz.has_blocked))
8539                 env->flags |= LBF_NOHZ_STATS;
8540 #endif
8541
8542         do {
8543                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
8544                 int local_group;
8545
8546                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
8547                 if (local_group) {
8548                         sds->local = sg;
8549                         sgs = local;
8550
8551                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
8552                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
8553                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
8554                 }
8555
8556                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
8557
8558                 if (local_group)
8559                         goto next_group;
8560
8561
8562                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
8563                         sds->busiest = sg;
8564                         sds->busiest_stat = *sgs;
8565                 }
8566
8567 next_group:
8568                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
8569                 sds->total_load += sgs->group_load;
8570                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
8571
8572                 sg = sg->next;
8573         } while (sg != env->sd->groups);
8574
8575         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
8576         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
8577
8578 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8579         if ((env->flags & LBF_NOHZ_AGAIN) &&
8580             cpumask_subset(nohz.idle_cpus_mask, sched_domain_span(env->sd))) {
8581
8582                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
8583                            jiffies + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
8584         }
8585 #endif
8586
8587         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
8588                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
8589
8590         if (!env->sd->parent) {
8591                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8592
8593                 /* update overload indicator if we are at root domain */
8594                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
8595
8596                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
8597                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8598                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
8599         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
8600                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8601
8602                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
8603                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
8604         }
8605 }
8606
8607 /**
8608  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
8609  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
8610  * @env: load balance environment
8611  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
8612  */
8613 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8614 {
8615         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8616
8617         local = &sds->local_stat;
8618         busiest = &sds->busiest_stat;
8619
8620         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
8621                 /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
8622                 env->migration_type = migrate_misfit;
8623                 env->imbalance = 1;
8624                 return;
8625         }
8626
8627         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
8628                 /*
8629                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
8630                  * the preferred CPU.
8631                  */
8632                 env->migration_type = migrate_task;
8633                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
8634                 return;
8635         }
8636
8637         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
8638                 /*
8639                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
8640                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
8641                  * the imbalance. The next load balance will take care of
8642                  * balancing back the system.
8643                  */
8644                 env->migration_type = migrate_task;
8645                 env->imbalance = 1;
8646                 return;
8647         }
8648
8649         /*
8650          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
8651          * emptying busiest.
8652          * XXX Spreading tasks across NUMA nodes is not always the best policy
8653          * and special care should be taken for SD_NUMA domain level before
8654          * spreading the tasks. For now, load_balance() fully relies on
8655          * NUMA_BALANCING and fbq_classify_group/rq to override the decision.
8656          */
8657         if (local->group_type == group_has_spare) {
8658                 if (busiest->group_type > group_fully_busy) {
8659                         /*
8660                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
8661                          * capacity. This might end up creating spare capacity
8662                          * in busiest or busiest still being overloaded but
8663                          * there is no simple way to directly compute the
8664                          * amount of load to migrate in order to balance the
8665                          * system.
8666                          */
8667                         env->migration_type = migrate_util;
8668                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
8669                                          local->group_util;
8670
8671                         /*
8672                          * In some cases, the group's utilization is max or even
8673                          * higher than capacity because of migrations but the
8674                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
8675                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
8676                          * try to pull it.
8677                          */
8678                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
8679                                 env->migration_type = migrate_task;
8680                                 env->imbalance = 1;
8681                         }
8682
8683                         return;
8684                 }
8685
8686                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
8687                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
8688                         /*
8689                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
8690                          * groups.
8691                          */
8692                         env->migration_type = migrate_task;
8693                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
8694                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
8695                         return;
8696                 }
8697
8698                 /*
8699                  * If there is no overload, we just want to even the number of
8700                  * idle cpus.
8701                  */
8702                 env->migration_type = migrate_task;
8703                 env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
8704                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
8705                 return;
8706         }
8707
8708         /*
8709          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
8710          * busiest group
8711          */
8712         if (local->group_type < group_overloaded) {
8713                 /*
8714                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
8715                  * finally needed.
8716                  */
8717
8718                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8719                                   local->group_capacity;
8720
8721                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8722                                 sds->total_capacity;
8723         }
8724
8725         /*
8726          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
8727          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
8728          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
8729          * below the average load. At the same time, we also don't want to
8730          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
8731          * the minimum possible imbalance.
8732          */
8733         env->migration_type = migrate_load;
8734         env->imbalance = min(
8735                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
8736                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
8737         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
8738 }
8739
8740 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
8741
8742 /*
8743  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
8744  *
8745  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
8746  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
8747  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
8748  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  force      force
8749  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
8750  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
8751  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
8752  *
8753  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
8754  *            statistics.
8755  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
8756  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
8757  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
8758  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
8759  *            different in groups.
8760  */
8761
8762 /**
8763  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
8764  * if there is an imbalance.
8765  *
8766  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
8767  * to restore balance.
8768  *
8769  * @env: The load balancing environment.
8770  *
8771  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
8772  */
8773 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
8774 {
8775         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
8776         struct sd_lb_stats sds;
8777
8778         init_sd_lb_stats(&sds);
8779
8780         /*
8781          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
8782          * this level.
8783          */
8784         update_sd_lb_stats(env, &sds);
8785
8786         if (sched_energy_enabled()) {
8787                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
8788
8789                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
8790                         goto out_balanced;
8791         }
8792
8793         local = &sds.local_stat;
8794         busiest = &sds.busiest_stat;
8795
8796         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
8797         if (!sds.busiest)
8798                 goto out_balanced;
8799
8800         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
8801         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
8802                 goto force_balance;
8803
8804         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
8805         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
8806                 goto force_balance;
8807
8808         /*
8809          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
8810          * work because they assume all things are equal, which typically
8811          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
8812          */
8813         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
8814                 goto force_balance;
8815
8816         /*
8817          * If the local group is busier than the selected busiest group
8818          * don't try and pull any tasks.
8819          */
8820         if (local->group_type > busiest->group_type)
8821                 goto out_balanced;
8822
8823         /*
8824          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
8825          * between tasks.
8826          */
8827         if (local->group_type == group_overloaded) {
8828                 /*
8829                  * If the local group is more loaded than the selected
8830                  * busiest group don't try to pull any tasks.
8831                  */
8832                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
8833                         goto out_balanced;
8834
8835                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
8836                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8837                                 sds.total_capacity;
8838
8839                 /*
8840                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
8841                  * domain average load.
8842                  */
8843                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
8844                         goto out_balanced;
8845
8846                 /*
8847                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
8848                  * conservative.
8849                  */
8850                 if (100 * busiest->avg_load <=
8851                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
8852                         goto out_balanced;
8853         }
8854
8855         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
8856         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
8857             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
8858                 goto force_balance;
8859
8860         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
8861                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
8862                         /*
8863                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
8864                          * result the local one too) but this CPU is already
8865                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
8866                          */
8867                         goto out_balanced;
8868
8869                 if (busiest->group_weight > 1 &&
8870                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
8871                         /*
8872                          * If the busiest group is not overloaded
8873                          * and there is no imbalance between this and busiest
8874                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
8875                          * becomes significant if the diff is greater than 1
8876                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
8877                          * on another group. Of course this applies only if
8878                          * there is more than 1 CPU per group.
8879                          */
8880                         goto out_balanced;
8881
8882                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
8883                         /*
8884                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
8885                          */
8886                         goto out_balanced;
8887         }
8888
8889 force_balance:
8890         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
8891         calculate_imbalance(env, &sds);
8892         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
8893
8894 out_balanced:
8895         env->imbalance = 0;
8896         return NULL;
8897 }
8898
8899 /*
8900  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
8901  */
8902 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
8903                                      struct sched_group *group)
8904 {
8905         struct rq *busiest = NULL, *rq;
8906         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
8907         unsigned int busiest_nr = 0;
8908         int i;
8909
8910         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8911                 unsigned long capacity, load, util;
8912                 unsigned int nr_running;
8913                 enum fbq_type rt;
8914
8915                 rq = cpu_rq(i);
8916                 rt = fbq_classify_rq(rq);
8917
8918                 /*
8919                  * We classify groups/runqueues into three groups:
8920                  *  - regular: there are !numa tasks
8921                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
8922                  *  - all:     there is no distinction
8923                  *
8924                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
8925                  * ignore those when there's better options.
8926                  *
8927                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
8928                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
8929                  * queue by moving tasks around inside the node.
8930                  *
8931                  * If we cannot move enough load due to this classification
8932                  * the next pass will adjust the group classification and
8933                  * allow migration of more tasks.
8934                  *
8935                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
8936                  */
8937                 if (rt > env->fbq_type)
8938                         continue;
8939
8940                 capacity = capacity_of(i);
8941                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
8942
8943                 /*
8944                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
8945                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
8946                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
8947                  * average load.
8948                  */
8949                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8950                     capacity_of(env->dst_cpu) < capacity &&
8951                     nr_running == 1)
8952                         continue;
8953
8954                 switch (env->migration_type) {
8955                 case migrate_load:
8956                         /*
8957                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
8958                          * which is not scaled with the CPU capacity.
8959                          */
8960                         load = cpu_load(rq);
8961
8962                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
8963                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
8964                                 break;
8965
8966                         /*
8967                          * For the load comparisons with the other CPUs,
8968                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
8969                          * capacity, so that the load can be moved away
8970                          * from the CPU that is potentially running at a
8971                          * lower capacity.
8972                          *
8973                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
8974                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
8975                          * division works out to:
8976                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
8977                          * where j is our previous maximum.
8978                          */
8979                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
8980                                 busiest_load = load;
8981                                 busiest_capacity = capacity;
8982                                 busiest = rq;
8983                         }
8984                         break;
8985
8986                 case migrate_util:
8987                         util = cpu_util(cpu_of(rq));
8988
8989                         if (busiest_util < util) {
8990                                 busiest_util = util;
8991                                 busiest = rq;
8992                         }
8993                         break;
8994
8995                 case migrate_task:
8996                         if (busiest_nr < nr_running) {
8997                                 busiest_nr = nr_running;
8998                                 busiest = rq;
8999                         }
9000                         break;
9001
9002                 case migrate_misfit:
9003                         /*
9004                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9005                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9006                          */
9007                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9008                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9009                                 busiest = rq;
9010                         }
9011
9012                         break;
9013
9014                 }
9015         }
9016
9017         return busiest;
9018 }
9019
9020 /*
9021  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9022  * so long as it is large enough.
9023  */
9024 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9025
9026 static inline bool
9027 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9028 {
9029         /*
9030          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9031          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9032          * highest priority CPUs.
9033          */
9034         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9035                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9036 }
9037
9038 static inline bool
9039 voluntary_active_balance(struct lb_env *env)
9040 {
9041         struct sched_domain *sd = env->sd;
9042
9043         if (asym_active_balance(env))
9044                 return 1;
9045
9046         /*
9047          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
9048          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
9049          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
9050          * available on dst_cpu.
9051          */
9052         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9053             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
9054                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
9055                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
9056                         return 1;
9057         }
9058
9059         if (env->migration_type == migrate_misfit)
9060                 return 1;
9061
9062         return 0;
9063 }
9064
9065 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
9066 {
9067         struct sched_domain *sd = env->sd;
9068
9069         if (voluntary_active_balance(env))
9070                 return 1;
9071
9072         return unlikely(sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2);
9073 }
9074
9075 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
9076
9077 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
9078 {
9079         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9080         int cpu, balance_cpu = -1;
9081
9082         /*
9083          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
9084          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
9085          */
9086         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
9087                 return 0;
9088
9089         /*
9090          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
9091          * to do the newly idle load balance.
9092          */
9093         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9094                 return 1;
9095
9096         /* Try to find first idle CPU */
9097         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
9098                 if (!idle_cpu(cpu))
9099                         continue;
9100
9101                 balance_cpu = cpu;
9102                 break;
9103         }
9104
9105         if (balance_cpu == -1)
9106                 balance_cpu = group_balance_cpu(sg);
9107
9108         /*
9109          * First idle CPU or the first CPU(busiest) in this sched group
9110          * is eligible for doing load balancing at this and above domains.
9111          */
9112         return balance_cpu == env->dst_cpu;
9113 }
9114
9115 /*
9116  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
9117  * tasks if there is an imbalance.
9118  */
9119 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
9120                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
9121                         int *continue_balancing)
9122 {
9123         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
9124         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
9125         struct sched_group *group;
9126         struct rq *busiest;
9127         struct rq_flags rf;
9128         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
9129
9130         struct lb_env env = {
9131                 .sd             = sd,
9132                 .dst_cpu        = this_cpu,
9133                 .dst_rq         = this_rq,
9134                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
9135                 .idle           = idle,
9136                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
9137                 .cpus           = cpus,
9138                 .fbq_type       = all,
9139                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
9140         };
9141
9142         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
9143
9144         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
9145
9146 redo:
9147         if (!should_we_balance(&env)) {
9148                 *continue_balancing = 0;
9149                 goto out_balanced;
9150         }
9151
9152         group = find_busiest_group(&env);
9153         if (!group) {
9154                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
9155                 goto out_balanced;
9156         }
9157
9158         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
9159         if (!busiest) {
9160                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
9161                 goto out_balanced;
9162         }
9163
9164         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
9165
9166         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
9167
9168         env.src_cpu = busiest->cpu;
9169         env.src_rq = busiest;
9170
9171         ld_moved = 0;
9172         if (busiest->nr_running > 1) {
9173                 /*
9174                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
9175                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
9176                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
9177                  * correctly treated as an imbalance.
9178                  */
9179                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9180                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
9181
9182 more_balance:
9183                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
9184                 update_rq_clock(busiest);
9185
9186                 /*
9187                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
9188                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
9189                  */
9190                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
9191
9192                 /*
9193                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
9194                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
9195                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
9196                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
9197                  * See task_rq_lock() family for the details.
9198                  */
9199
9200                 rq_unlock(busiest, &rf);
9201
9202                 if (cur_ld_moved) {
9203                         attach_tasks(&env);
9204                         ld_moved += cur_ld_moved;
9205                 }
9206
9207                 local_irq_restore(rf.flags);
9208
9209                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9210                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9211                         goto more_balance;
9212                 }
9213
9214                 /*
9215                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9216                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9217                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9218                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9219                  * sched_group.
9220                  *
9221                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9222                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9223                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9224                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9225                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9226                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9227                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9228                  * given_cpu) causing exceess load to be moved to given_cpu.
9229                  * This however should not happen so much in practice and
9230                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9231                  * excess load moved.
9232                  */
9233                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9234
9235                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9236                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9237
9238                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9239                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9240                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9241                         env.loop         = 0;
9242                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9243
9244                         /*
9245                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9246                          * need to continue with same src_cpu.
9247                          */
9248                         goto more_balance;
9249                 }
9250
9251                 /*
9252                  * We failed to reach balance because of affinity.
9253                  */
9254                 if (sd_parent) {
9255                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9256
9257                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9258                                 *group_imbalance = 1;
9259                 }
9260
9261                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9262                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9263                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9264                         /*
9265                          * Attempting to continue load balancing at the current
9266                          * sched_domain level only makes sense if there are
9267                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9268                          * pull load from which are not contained within the
9269                          * destination group that is receiving any migrated
9270                          * load.
9271                          */
9272                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9273                                 env.loop = 0;
9274                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9275                                 goto redo;
9276                         }
9277                         goto out_all_pinned;
9278                 }
9279         }
9280
9281         if (!ld_moved) {
9282                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9283                 /*
9284                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9285                  * We do not want newidle balance, which can be very
9286                  * frequent, pollute the failure counter causing
9287                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9288                  */
9289                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9290                         sd->nr_balance_failed++;
9291
9292                 if (need_active_balance(&env)) {
9293                         unsigned long flags;
9294
9295                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9296
9297                         /*
9298                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9299                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9300                          * moved to this_cpu:
9301                          */
9302                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9303                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9304                                                             flags);
9305                                 env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9306                                 goto out_one_pinned;
9307                         }
9308
9309                         /*
9310                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9311                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9312                          * only after active load balance is finished.
9313                          */
9314                         if (!busiest->active_balance) {
9315                                 busiest->active_balance = 1;
9316                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9317                                 active_balance = 1;
9318                         }
9319                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9320
9321                         if (active_balance) {
9322                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9323                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9324                                         &busiest->active_balance_work);
9325                         }
9326
9327                         /* We've kicked active balancing, force task migration. */
9328                         sd->nr_balance_failed = sd->cache_nice_tries+1;
9329                 }
9330         } else
9331                 sd->nr_balance_failed = 0;
9332
9333         if (likely(!active_balance) || voluntary_active_balance(&env)) {
9334                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9335                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9336         } else {
9337                 /*
9338                  * If we've begun active balancing, start to back off. This
9339                  * case may not be covered by the all_pinned logic if there
9340                  * is only 1 task on the busy runqueue (because we don't call
9341                  * detach_tasks).
9342                  */
9343                 if (sd->balance_interval < sd->max_interval)
9344                         sd->balance_interval *= 2;
9345         }
9346
9347         goto out;
9348
9349 out_balanced:
9350         /*
9351          * We reach balance although we may have faced some affinity
9352          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9353          * a chance to move and fix the imbalance.
9354          */
9355         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9356                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9357
9358                 if (*group_imbalance)
9359                         *group_imbalance = 0;
9360         }
9361
9362 out_all_pinned:
9363         /*
9364          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9365          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9366          * can try to migrate them.
9367          */
9368         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9369
9370         sd->nr_balance_failed = 0;
9371
9372 out_one_pinned:
9373         ld_moved = 0;
9374
9375         /*
9376          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9377          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9378          * skyrocketting in a short amount of time. Skip the balance_interval
9379          * increase logic to avoid that.
9380          */
9381         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9382                 goto out;
9383
9384         /* tune up the balancing interval */
9385         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9386              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9387             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9388                 sd->balance_interval *= 2;
9389 out:
9390         return ld_moved;
9391 }
9392
9393 static inline unsigned long
9394 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9395 {
9396         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9397
9398         if (cpu_busy)
9399                 interval *= sd->busy_factor;
9400
9401         /* scale ms to jiffies */
9402         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9403         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9404
9405         return interval;
9406 }
9407
9408 static inline void
9409 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9410 {
9411         unsigned long interval, next;
9412
9413         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9414         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9415         next = sd->last_balance + interval;
9416
9417         if (time_after(*next_balance, next))
9418                 *next_balance = next;
9419 }
9420
9421 /*
9422  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9423  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9424  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9425  * avoids physical / logical imbalances.
9426  */
9427 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9428 {
9429         struct rq *busiest_rq = data;
9430         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9431         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9432         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9433         struct sched_domain *sd;
9434         struct task_struct *p = NULL;
9435         struct rq_flags rf;
9436
9437         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9438         /*
9439          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9440          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9441          * inactive CPUs.
9442          */
9443         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9444                 goto out_unlock;
9445
9446         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9447         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9448                      !busiest_rq->active_balance))
9449                 goto out_unlock;
9450
9451         /* Is there any task to move? */
9452         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9453                 goto out_unlock;
9454
9455         /*
9456          * This condition is "impossible", if it occurs
9457          * we need to fix it. Originally reported by
9458          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9459          */
9460         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9461
9462         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9463         rcu_read_lock();
9464         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9465                 if ((sd->flags & SD_LOAD_BALANCE) &&
9466                     cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9467                                 break;
9468         }
9469
9470         if (likely(sd)) {
9471                 struct lb_env env = {
9472                         .sd             = sd,
9473                         .dst_cpu        = target_cpu,
9474                         .dst_rq         = target_rq,
9475                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9476                         .src_rq         = busiest_rq,
9477                         .idle           = CPU_IDLE,
9478                         /*
9479                          * can_migrate_task() doesn't need to compute new_dst_cpu
9480                          * for active balancing. Since we have CPU_IDLE, but no
9481                          * @dst_grpmask we need to make that test go away with lying
9482                          * about DST_PINNED.
9483                          */
9484                         .flags          = LBF_DST_PINNED,
9485                 };
9486
9487                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9488                 update_rq_clock(busiest_rq);
9489
9490                 p = detach_one_task(&env);
9491                 if (p) {
9492                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9493                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9494                         sd->nr_balance_failed = 0;
9495                 } else {
9496                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9497                 }
9498         }
9499         rcu_read_unlock();
9500 out_unlock:
9501         busiest_rq->active_balance = 0;
9502         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9503
9504         if (p)
9505                 attach_one_task(target_rq, p);
9506
9507         local_irq_enable();
9508
9509         return 0;
9510 }
9511
9512 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
9513
9514 /*
9515  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
9516  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
9517  */
9518 void update_max_interval(void)
9519 {
9520         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
9521 }
9522
9523 /*
9524  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
9525  * and initiates a balancing operation if so.
9526  *
9527  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
9528  */
9529 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
9530 {
9531         int continue_balancing = 1;
9532         int cpu = rq->cpu;
9533         unsigned long interval;
9534         struct sched_domain *sd;
9535         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9536         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
9537         int update_next_balance = 0;
9538         int need_serialize, need_decay = 0;
9539         u64 max_cost = 0;
9540
9541         rcu_read_lock();
9542         for_each_domain(cpu, sd) {
9543                 /*
9544                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
9545                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
9546                  */
9547                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
9548                         sd->max_newidle_lb_cost =
9549                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
9550                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
9551                         need_decay = 1;
9552                 }
9553                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
9554
9555                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
9556                         continue;
9557
9558                 /*
9559                  * Stop the load balance at this level. There is another
9560                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
9561                  * actively.
9562                  */
9563                 if (!continue_balancing) {
9564                         if (need_decay)
9565                                 continue;
9566                         break;
9567                 }
9568
9569                 interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9570
9571                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
9572                 if (need_serialize) {
9573                         if (!spin_trylock(&balancing))
9574                                 goto out;
9575                 }
9576
9577                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
9578                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
9579                                 /*
9580                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
9581                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
9582                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
9583                                  */
9584                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
9585                         }
9586                         sd->last_balance = jiffies;
9587                         interval = get_sd_balance_interval(sd, idle != CPU_IDLE);
9588                 }
9589                 if (need_serialize)
9590                         spin_unlock(&balancing);
9591 out:
9592                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
9593                         next_balance = sd->last_balance + interval;
9594                         update_next_balance = 1;
9595                 }
9596         }
9597         if (need_decay) {
9598                 /*
9599                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
9600                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
9601                  */
9602                 rq->max_idle_balance_cost =
9603                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
9604         }
9605         rcu_read_unlock();
9606
9607         /*
9608          * next_balance will be updated only when there is a need.
9609          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
9610          * updated.
9611          */
9612         if (likely(update_next_balance)) {
9613                 rq->next_balance = next_balance;
9614
9615 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9616                 /*
9617                  * If this CPU has been elected to perform the nohz idle
9618                  * balance. Other idle CPUs have already rebalanced with
9619                  * nohz_idle_balance() and nohz.next_balance has been
9620                  * updated accordingly. This CPU is now running the idle load
9621                  * balance for itself and we need to update the
9622                  * nohz.next_balance accordingly.
9623                  */
9624                 if ((idle == CPU_IDLE) && time_after(nohz.next_balance, rq->next_balance))
9625                         nohz.next_balance = rq->next_balance;
9626 #endif
9627         }
9628 }
9629
9630 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
9631 {
9632         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
9633 }
9634
9635 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
9636 /*
9637  * idle load balancing details
9638  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
9639  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
9640  *   load balancing for all the idle CPUs.
9641  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
9642  *   anywhere yet.
9643  */
9644
9645 static inline int find_new_ilb(void)
9646 {
9647         int ilb;
9648
9649         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
9650                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
9651                 if (idle_cpu(ilb))
9652                         return ilb;
9653         }
9654
9655         return nr_cpu_ids;
9656 }
9657
9658 /*
9659  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
9660  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
9661  */
9662 static void kick_ilb(unsigned int flags)
9663 {
9664         int ilb_cpu;
9665
9666         nohz.next_balance++;
9667
9668         ilb_cpu = find_new_ilb();
9669
9670         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
9671                 return;
9672
9673         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
9674         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
9675                 return;
9676
9677         /*
9678          * Use smp_send_reschedule() instead of resched_cpu().
9679          * This way we generate a sched IPI on the target CPU which
9680          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
9681          * will be run before returning from the IPI.
9682          */
9683         smp_send_reschedule(ilb_cpu);
9684 }
9685
9686 /*
9687  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
9688  * of idle CPUs in the system.
9689  */
9690 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
9691 {
9692         unsigned long now = jiffies;
9693         struct sched_domain_shared *sds;
9694         struct sched_domain *sd;
9695         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
9696         unsigned int flags = 0;
9697
9698         if (unlikely(rq->idle_balance))
9699                 return;
9700
9701         /*
9702          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
9703          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
9704          */
9705         nohz_balance_exit_idle(rq);
9706
9707         /*
9708          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
9709          * balancing.
9710          */
9711         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
9712                 return;
9713
9714         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
9715             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
9716                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
9717
9718         if (time_before(now, nohz.next_balance))
9719                 goto out;
9720
9721         if (rq->nr_running >= 2) {
9722                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9723                 goto out;
9724         }
9725
9726         rcu_read_lock();
9727
9728         sd = rcu_dereference(rq->sd);
9729         if (sd) {
9730                 /*
9731                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
9732                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
9733                  * on.
9734                  */
9735                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
9736                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9737                         goto unlock;
9738                 }
9739         }
9740
9741         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
9742         if (sd) {
9743                 /*
9744                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
9745                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
9746                  * around.
9747                  */
9748                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
9749                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
9750                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
9751                                 goto unlock;
9752                         }
9753                 }
9754         }
9755
9756         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
9757         if (sd) {
9758                 /*
9759                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
9760                  * to run the misfit task on.
9761                  */
9762                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
9763                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9764                         goto unlock;
9765                 }
9766
9767                 /*
9768                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
9769                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
9770                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
9771                  *
9772                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
9773                  */
9774                 goto unlock;
9775         }
9776
9777         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
9778         if (sds) {
9779                 /*
9780                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
9781                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
9782                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
9783                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
9784                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
9785                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
9786                  * like this LLC domain has tasks we could move.
9787                  */
9788                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
9789                 if (nr_busy > 1) {
9790                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
9791                         goto unlock;
9792                 }
9793         }
9794 unlock:
9795         rcu_read_unlock();
9796 out:
9797         if (flags)
9798                 kick_ilb(flags);
9799 }
9800
9801 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
9802 {
9803         struct sched_domain *sd;
9804
9805         rcu_read_lock();
9806         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9807
9808         if (!sd || !sd->nohz_idle)
9809                 goto unlock;
9810         sd->nohz_idle = 0;
9811
9812         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9813 unlock:
9814         rcu_read_unlock();
9815 }
9816
9817 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
9818 {
9819         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
9820
9821         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
9822                 return;
9823
9824         rq->nohz_tick_stopped = 0;
9825         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9826         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
9827
9828         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
9829 }
9830
9831 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
9832 {
9833         struct sched_domain *sd;
9834
9835         rcu_read_lock();
9836         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
9837
9838         if (!sd || sd->nohz_idle)
9839                 goto unlock;
9840         sd->nohz_idle = 1;
9841
9842         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
9843 unlock:
9844         rcu_read_unlock();
9845 }
9846
9847 /*
9848  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
9849  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
9850  */
9851 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
9852 {
9853         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9854
9855         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
9856
9857         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
9858         if (!cpu_active(cpu))
9859                 return;
9860
9861         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
9862         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
9863                 return;
9864
9865         /*
9866          * Can be set safely without rq->lock held
9867          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
9868          * rq->lock is held during the check and the clear
9869          */
9870         rq->has_blocked_load = 1;
9871
9872         /*
9873          * The tick is still stopped but load could have been added in the
9874          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
9875          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
9876          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
9877          */
9878         if (rq->nohz_tick_stopped)
9879                 goto out;
9880
9881         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
9882         if (on_null_domain(rq))
9883                 return;
9884
9885         rq->nohz_tick_stopped = 1;
9886
9887         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
9888         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
9889
9890         /*
9891          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
9892          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
9893          * store.
9894          */
9895         smp_mb__after_atomic();
9896
9897         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
9898
9899 out:
9900         /*
9901          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
9902          * enable the periodic update of the load of idle cpus
9903          */
9904         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
9905 }
9906
9907 /*
9908  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
9909  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
9910  * tasks movement depending of flags.
9911  * The function returns false if the loop has stopped before running
9912  * through all idle CPUs.
9913  */
9914 static bool _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
9915                                enum cpu_idle_type idle)
9916 {
9917         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
9918         unsigned long now = jiffies;
9919         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
9920         bool has_blocked_load = false;
9921         int update_next_balance = 0;
9922         int this_cpu = this_rq->cpu;
9923         int balance_cpu;
9924         int ret = false;
9925         struct rq *rq;
9926
9927         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
9928
9929         /*
9930          * We assume there will be no idle load after this update and clear
9931          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
9932          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
9933          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
9934          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
9935          * check the load of an idle cpu.
9936          */
9937         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
9938
9939         /*
9940          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
9941          * store from nohz_balance_enter_idle().
9942          */
9943         smp_mb();
9944
9945         for_each_cpu(balance_cpu, nohz.idle_cpus_mask) {
9946                 if (balance_cpu == this_cpu || !idle_cpu(balance_cpu))
9947                         continue;
9948
9949                 /*
9950                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
9951                  * work being done for other CPUs. Next load
9952                  * balancing owner will pick it up.
9953                  */
9954                 if (need_resched()) {
9955                         has_blocked_load = true;
9956                         goto abort;
9957                 }
9958
9959                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
9960
9961                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq, true);
9962
9963                 /*
9964                  * If time for next balance is due,
9965                  * do the balance.
9966                  */
9967                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
9968                         struct rq_flags rf;
9969
9970                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
9971                         update_rq_clock(rq);
9972                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
9973
9974                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9975                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
9976                 }
9977
9978                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
9979                         next_balance = rq->next_balance;
9980                         update_next_balance = 1;
9981                 }
9982         }
9983
9984         /* Newly idle CPU doesn't need an update */
9985         if (idle != CPU_NEWLY_IDLE) {
9986                 update_blocked_averages(this_cpu);
9987                 has_blocked_load |= this_rq->has_blocked_load;
9988         }
9989
9990         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
9991                 rebalance_domains(this_rq, CPU_IDLE);
9992
9993         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
9994                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
9995
9996         /* The full idle balance loop has been done */
9997         ret = true;
9998
9999 abort:
10000         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10001         if (has_blocked_load)
10002                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10003
10004         /*
10005          * next_balance will be updated only when there is a need.
10006          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10007          * updated.
10008          */
10009         if (likely(update_next_balance))
10010                 nohz.next_balance = next_balance;
10011
10012         return ret;
10013 }
10014
10015 /*
10016  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10017  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10018  */
10019 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10020 {
10021         int this_cpu = this_rq->cpu;
10022         unsigned int flags;
10023
10024         if (!(atomic_read(nohz_flags(this_cpu)) & NOHZ_KICK_MASK))
10025                 return false;
10026
10027         if (idle != CPU_IDLE) {
10028                 atomic_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
10029                 return false;
10030         }
10031
10032         /* could be _relaxed() */
10033         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_KICK_MASK, nohz_flags(this_cpu));
10034         if (!(flags & NOHZ_KICK_MASK))
10035                 return false;
10036
10037         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10038
10039         return true;
10040 }
10041
10042 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10043 {
10044         int this_cpu = this_rq->cpu;
10045
10046         /*
10047          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10048          * housekeeping
10049          */
10050         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
10051                 return;
10052
10053         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10054         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10055                 return;
10056
10057         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10058         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10059             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10060                 return;
10061
10062         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10063         /*
10064          * This CPU is going to be idle and blocked load of idle CPUs
10065          * need to be updated. Run the ilb locally as it is a good
10066          * candidate for ilb instead of waking up another idle CPU.
10067          * Kick an normal ilb if we failed to do the update.
10068          */
10069         if (!_nohz_idle_balance(this_rq, NOHZ_STATS_KICK, CPU_NEWLY_IDLE))
10070                 kick_ilb(NOHZ_STATS_KICK);
10071         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10072 }
10073
10074 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10075 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10076
10077 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10078 {
10079         return false;
10080 }
10081
10082 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10083 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10084
10085 /*
10086  * idle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10087  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10088  *
10089  * Returns:
10090  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10091  *     0 - failed, no new tasks
10092  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10093  */
10094 int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10095 {
10096         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10097         int this_cpu = this_rq->cpu;
10098         struct sched_domain *sd;
10099         int pulled_task = 0;
10100         u64 curr_cost = 0;
10101
10102         update_misfit_status(NULL, this_rq);
10103         /*
10104          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
10105          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
10106          */
10107         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
10108
10109         /*
10110          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
10111          */
10112         if (!cpu_active(this_cpu))
10113                 return 0;
10114
10115         /*
10116          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
10117          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
10118          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
10119          * re-start the picking loop.
10120          */
10121         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
10122
10123         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
10124             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
10125
10126                 rcu_read_lock();
10127                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
10128                 if (sd)
10129                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10130                 rcu_read_unlock();
10131
10132                 nohz_newidle_balance(this_rq);
10133
10134                 goto out;
10135         }
10136
10137         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10138
10139         update_blocked_averages(this_cpu);
10140         rcu_read_lock();
10141         for_each_domain(this_cpu, sd) {
10142                 int continue_balancing = 1;
10143                 u64 t0, domain_cost;
10144
10145                 if (!(sd->flags & SD_LOAD_BALANCE))
10146                         continue;
10147
10148                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
10149                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10150                         break;
10151                 }
10152
10153                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
10154                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
10155
10156                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
10157                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
10158                                                    &continue_balancing);
10159
10160                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
10161                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
10162                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
10163
10164                         curr_cost += domain_cost;
10165                 }
10166
10167                 update_next_balance(sd, &next_balance);
10168
10169                 /*
10170                  * Stop searching for tasks to pull if there are
10171                  * now runnable tasks on this rq.
10172                  */
10173                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
10174                         break;
10175         }
10176         rcu_read_unlock();
10177
10178         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10179
10180         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
10181                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
10182
10183 out:
10184         /*
10185          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
10186          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
10187          * pretend we pulled a task.
10188          */
10189         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
10190                 pulled_task = 1;
10191
10192         /* Move the next balance forward */
10193         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
10194                 this_rq->next_balance = next_balance;
10195
10196         /* Is there a task of a high priority class? */
10197         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
10198                 pulled_task = -1;
10199
10200         if (pulled_task)
10201                 this_rq->idle_stamp = 0;
10202
10203         rq_repin_lock(this_rq, rf);
10204
10205         return pulled_task;
10206 }
10207
10208 /*
10209  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
10210  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
10211  */
10212 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
10213 {
10214         struct rq *this_rq = this_rq();
10215         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
10216                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10217
10218         /*
10219          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10220          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10221          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10222          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10223          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10224          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10225          */
10226         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10227                 return;
10228
10229         /* normal load balance */
10230         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10231         rebalance_domains(this_rq, idle);
10232 }
10233
10234 /*
10235  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10236  */
10237 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10238 {
10239         /* Don't need to rebalance while attached to NULL domain */
10240         if (unlikely(on_null_domain(rq)))
10241                 return;
10242
10243         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10244                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10245
10246         nohz_balancer_kick(rq);
10247 }
10248
10249 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10250 {
10251         update_sysctl();
10252
10253         update_runtime_enabled(rq);
10254 }
10255
10256 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10257 {
10258         update_sysctl();
10259
10260         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10261         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10262 }
10263
10264 #endif /* CONFIG_SMP */
10265
10266 /*
10267  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10268  *
10269  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10270  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10271  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10272  * parameters.
10273  */
10274 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10275 {
10276         struct cfs_rq *cfs_rq;
10277         struct sched_entity *se = &curr->se;
10278
10279         for_each_sched_entity(se) {
10280                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10281                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10282         }
10283
10284         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10285                 task_tick_numa(rq, curr);
10286
10287         update_misfit_status(curr, rq);
10288         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10289 }
10290
10291 /*
10292  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10293  *  - child not yet on the tasklist
10294  *  - preemption disabled
10295  */
10296 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10297 {
10298         struct cfs_rq *cfs_rq;
10299         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10300         struct rq *rq = this_rq();
10301         struct rq_flags rf;
10302
10303         rq_lock(rq, &rf);
10304         update_rq_clock(rq);
10305
10306         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10307         curr = cfs_rq->curr;
10308         if (curr) {
10309                 update_curr(cfs_rq);
10310                 se->vruntime = curr->vruntime;
10311         }
10312         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10313
10314         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10315                 /*
10316                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10317                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10318                  */
10319                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10320                 resched_curr(rq);
10321         }
10322
10323         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10324         rq_unlock(rq, &rf);
10325 }
10326
10327 /*
10328  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10329  * the current task.
10330  */
10331 static void
10332 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10333 {
10334         if (!task_on_rq_queued(p))
10335                 return;
10336
10337         if (rq->cfs.nr_running == 1)
10338                 return;
10339
10340         /*
10341          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10342          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10343          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10344          */
10345         if (rq->curr == p) {
10346                 if (p->prio > oldprio)
10347                         resched_curr(rq);
10348         } else
10349                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10350 }
10351
10352 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10353 {
10354         struct sched_entity *se = &p->se;
10355
10356         /*
10357          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10358          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10359          * vruntime.
10360          */
10361         if (p->on_rq)
10362                 return true;
10363
10364         /*
10365          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10366          * But there are some cases where it has already been normalized:
10367          *
10368          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10369          *   wake_up_new_task().
10370          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10371          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10372          */
10373         if (!se->sum_exec_runtime ||
10374             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10375                 return true;
10376
10377         return false;
10378 }
10379
10380 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10381 /*
10382  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10383  * visible to the root
10384  */
10385 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10386 {
10387         struct cfs_rq *cfs_rq;
10388
10389         /* Start to propagate at parent */
10390         se = se->parent;
10391
10392         for_each_sched_entity(se) {
10393                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10394
10395                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
10396                         break;
10397
10398                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10399         }
10400 }
10401 #else
10402 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10403 #endif
10404
10405 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10406 {
10407         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10408
10409         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10410         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10411         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10412         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10413         propagate_entity_cfs_rq(se);
10414 }
10415
10416 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10417 {
10418         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10419
10420 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10421         /*
10422          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10423          * class maintain depth value), reset depth properly.
10424          */
10425         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10426 #endif
10427
10428         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10429         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10430         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10431         update_tg_load_avg(cfs_rq, false);
10432         propagate_entity_cfs_rq(se);
10433 }
10434
10435 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10436 {
10437         struct sched_entity *se = &p->se;
10438         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10439
10440         if (!vruntime_normalized(p)) {
10441                 /*
10442                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10443                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10444                  */
10445                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10446                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10447         }
10448
10449         detach_entity_cfs_rq(se);
10450 }
10451
10452 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10453 {
10454         struct sched_entity *se = &p->se;
10455         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10456
10457         attach_entity_cfs_rq(se);
10458
10459         if (!vruntime_normalized(p))
10460                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10461 }
10462
10463 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10464 {
10465         detach_task_cfs_rq(p);
10466 }
10467
10468 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10469 {
10470         attach_task_cfs_rq(p);
10471
10472         if (task_on_rq_queued(p)) {
10473                 /*
10474                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10475                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10476                  * if we can still preempt the current task.
10477                  */
10478                 if (rq->curr == p)
10479                         resched_curr(rq);
10480                 else
10481                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10482         }
10483 }
10484
10485 /* Account for a task changing its policy or group.
10486  *
10487  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10488  * migrates between groups/classes.
10489  */
10490 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
10491 {
10492         struct sched_entity *se = &p->se;
10493
10494 #ifdef CONFIG_SMP
10495         if (task_on_rq_queued(p)) {
10496                 /*
10497                  * Move the next running task to the front of the list, so our
10498                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
10499                  */
10500                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
10501         }
10502 #endif
10503
10504         for_each_sched_entity(se) {
10505                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10506
10507                 set_next_entity(cfs_rq, se);
10508                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
10509                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
10510         }
10511 }
10512
10513 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
10514 {
10515         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
10516         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
10517 #ifndef CONFIG_64BIT
10518         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
10519 #endif
10520 #ifdef CONFIG_SMP
10521         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
10522 #endif
10523 }
10524
10525 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10526 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
10527 {
10528         struct sched_entity *se = &p->se;
10529
10530         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10531         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10532 }
10533
10534 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
10535 {
10536         detach_task_cfs_rq(p);
10537         set_task_rq(p, task_cpu(p));
10538
10539 #ifdef CONFIG_SMP
10540         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
10541         p->se.avg.last_update_time = 0;
10542 #endif
10543         attach_task_cfs_rq(p);
10544 }
10545
10546 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
10547 {
10548         switch (type) {
10549         case TASK_SET_GROUP:
10550                 task_set_group_fair(p);
10551                 break;
10552
10553         case TASK_MOVE_GROUP:
10554                 task_move_group_fair(p);
10555                 break;
10556         }
10557 }
10558
10559 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10560 {
10561         int i;
10562
10563         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10564
10565         for_each_possible_cpu(i) {
10566                 if (tg->cfs_rq)
10567                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
10568                 if (tg->se)
10569                         kfree(tg->se[i]);
10570         }
10571
10572         kfree(tg->cfs_rq);
10573         kfree(tg->se);
10574 }
10575
10576 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10577 {
10578         struct sched_entity *se;
10579         struct cfs_rq *cfs_rq;
10580         int i;
10581
10582         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
10583         if (!tg->cfs_rq)
10584                 goto err;
10585         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
10586         if (!tg->se)
10587                 goto err;
10588
10589         tg->shares = NICE_0_LOAD;
10590
10591         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
10592
10593         for_each_possible_cpu(i) {
10594                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
10595                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10596                 if (!cfs_rq)
10597                         goto err;
10598
10599                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
10600                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
10601                 if (!se)
10602                         goto err_free_rq;
10603
10604                 init_cfs_rq(cfs_rq);
10605                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
10606                 init_entity_runnable_average(se);
10607         }
10608
10609         return 1;
10610
10611 err_free_rq:
10612         kfree(cfs_rq);
10613 err:
10614         return 0;
10615 }
10616
10617 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10618 {
10619         struct sched_entity *se;
10620         struct rq_flags rf;
10621         struct rq *rq;
10622         int i;
10623
10624         for_each_possible_cpu(i) {
10625                 rq = cpu_rq(i);
10626                 se = tg->se[i];
10627                 rq_lock_irq(rq, &rf);
10628                 update_rq_clock(rq);
10629                 attach_entity_cfs_rq(se);
10630                 sync_throttle(tg, i);
10631                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
10632         }
10633 }
10634
10635 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
10636 {
10637         unsigned long flags;
10638         struct rq *rq;
10639         int cpu;
10640
10641         for_each_possible_cpu(cpu) {
10642                 if (tg->se[cpu])
10643                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
10644
10645                 /*
10646                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
10647                  * check on_list without danger of it being re-added.
10648                  */
10649                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
10650                         continue;
10651
10652                 rq = cpu_rq(cpu);
10653
10654                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
10655                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
10656                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
10657         }
10658 }
10659
10660 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
10661                         struct sched_entity *se, int cpu,
10662                         struct sched_entity *parent)
10663 {
10664         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10665
10666         cfs_rq->tg = tg;
10667         cfs_rq->rq = rq;
10668         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
10669
10670         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
10671         tg->se[cpu] = se;
10672
10673         /* se could be NULL for root_task_group */
10674         if (!se)
10675                 return;
10676
10677         if (!parent) {
10678                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
10679                 se->depth = 0;
10680         } else {
10681                 se->cfs_rq = parent->my_q;
10682                 se->depth = parent->depth + 1;
10683         }
10684
10685         se->my_q = cfs_rq;
10686         /* guarantee group entities always have weight */
10687         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
10688         se->parent = parent;
10689 }
10690
10691 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
10692
10693 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
10694 {
10695         int i;
10696
10697         /*
10698          * We can't change the weight of the root cgroup.
10699          */
10700         if (!tg->se[0])
10701                 return -EINVAL;
10702
10703         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
10704
10705         mutex_lock(&shares_mutex);
10706         if (tg->shares == shares)
10707                 goto done;
10708
10709         tg->shares = shares;
10710         for_each_possible_cpu(i) {
10711                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
10712                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
10713                 struct rq_flags rf;
10714
10715                 /* Propagate contribution to hierarchy */
10716                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10717                 update_rq_clock(rq);
10718                 for_each_sched_entity(se) {
10719                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
10720                         update_cfs_group(se);
10721                 }
10722                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10723         }
10724
10725 done:
10726         mutex_unlock(&shares_mutex);
10727         return 0;
10728 }
10729 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10730
10731 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10732
10733 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
10734 {
10735         return 1;
10736 }
10737
10738 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10739
10740 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
10741
10742 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
10743
10744
10745 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
10746 {
10747         struct sched_entity *se = &task->se;
10748         unsigned int rr_interval = 0;
10749
10750         /*
10751          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
10752          * idle runqueue:
10753          */
10754         if (rq->cfs.load.weight)
10755                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
10756
10757         return rr_interval;
10758 }
10759
10760 /*
10761  * All the scheduling class methods:
10762  */
10763 const struct sched_class fair_sched_class = {
10764         .next                   = &idle_sched_class,
10765         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
10766         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
10767         .yield_task             = yield_task_fair,
10768         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
10769
10770         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
10771
10772         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
10773         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
10774         .set_next_task          = set_next_task_fair,
10775
10776 #ifdef CONFIG_SMP
10777         .balance                = balance_fair,
10778         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
10779         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
10780
10781         .rq_online              = rq_online_fair,
10782         .rq_offline             = rq_offline_fair,
10783
10784         .task_dead              = task_dead_fair,
10785         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
10786 #endif
10787
10788         .task_tick              = task_tick_fair,
10789         .task_fork              = task_fork_fair,
10790
10791         .prio_changed           = prio_changed_fair,
10792         .switched_from          = switched_from_fair,
10793         .switched_to            = switched_to_fair,
10794
10795         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
10796
10797         .update_curr            = update_curr_fair,
10798
10799 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10800         .task_change_group      = task_change_group_fair,
10801 #endif
10802
10803 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
10804         .uclamp_enabled         = 1,
10805 #endif
10806 };
10807
10808 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
10809 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
10810 {
10811         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
10812
10813         rcu_read_lock();
10814         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
10815                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
10816         rcu_read_unlock();
10817 }
10818
10819 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
10820 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
10821 {
10822         int node;
10823         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
10824         struct numa_group *ng;
10825
10826         rcu_read_lock();
10827         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
10828         for_each_online_node(node) {
10829                 if (p->numa_faults) {
10830                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
10831                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10832                 }
10833                 if (ng) {
10834                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
10835                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
10836                 }
10837                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
10838         }
10839         rcu_read_unlock();
10840 }
10841 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
10842 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
10843
10844 __init void init_sched_fair_class(void)
10845 {
10846 #ifdef CONFIG_SMP
10847         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
10848
10849 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10850         nohz.next_balance = jiffies;
10851         nohz.next_blocked = jiffies;
10852         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
10853 #endif
10854 #endif /* SMP */
10855
10856 }
10857
10858 /*
10859  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
10860  */
10861
10862 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
10863 {
10864 #ifdef CONFIG_SMP
10865         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
10866 #else
10867         return NULL;
10868 #endif
10869 }
10870 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
10871
10872 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
10873 {
10874         if (!cfs_rq) {
10875                 if (str)
10876                         strlcpy(str, "(null)", len);
10877                 else
10878                         return NULL;
10879         }
10880
10881         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
10882         return str;
10883 }
10884 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
10885
10886 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
10887 {
10888         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
10889 }
10890 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
10891
10892 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
10893 {
10894 #ifdef CONFIG_SMP
10895         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
10896 #else
10897         return NULL;
10898 #endif
10899 }
10900 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
10901
10902 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
10903 {
10904 #ifdef CONFIG_SMP
10905         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
10906 #else
10907         return NULL;
10908 #endif
10909 }
10910 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
10911
10912 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
10913 {
10914 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
10915         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
10916 #else
10917         return NULL;
10918 #endif
10919 }
10920 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
10921
10922 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
10923 {
10924         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
10925 }
10926 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
10927
10928 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
10929 {
10930 #ifdef CONFIG_SMP
10931         return rd ? rd->span : NULL;
10932 #else
10933         return NULL;
10934 #endif
10935 }
10936 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);