bfaa6e1f6067dde7e715f3f18d49629464c6686b
[linux-2.6-microblaze.git] / kernel / sched / fair.c
1 // SPDX-License-Identifier: GPL-2.0
2 /*
3  * Completely Fair Scheduling (CFS) Class (SCHED_NORMAL/SCHED_BATCH)
4  *
5  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Ingo Molnar <mingo@redhat.com>
6  *
7  *  Interactivity improvements by Mike Galbraith
8  *  (C) 2007 Mike Galbraith <efault@gmx.de>
9  *
10  *  Various enhancements by Dmitry Adamushko.
11  *  (C) 2007 Dmitry Adamushko <dmitry.adamushko@gmail.com>
12  *
13  *  Group scheduling enhancements by Srivatsa Vaddagiri
14  *  Copyright IBM Corporation, 2007
15  *  Author: Srivatsa Vaddagiri <vatsa@linux.vnet.ibm.com>
16  *
17  *  Scaled math optimizations by Thomas Gleixner
18  *  Copyright (C) 2007, Thomas Gleixner <tglx@linutronix.de>
19  *
20  *  Adaptive scheduling granularity, math enhancements by Peter Zijlstra
21  *  Copyright (C) 2007 Red Hat, Inc., Peter Zijlstra
22  */
23 #include "sched.h"
24
25 /*
26  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
27  *
28  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
29  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
30  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
31  * based scheduling concepts.
32  *
33  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
34  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
35  *
36  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
37  */
38 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
39 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
40
41 /*
42  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
43  *
44  * Options are:
45  *
46  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
47  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
48  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
49  *
50  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
51  */
52 unsigned int sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
53
54 /*
55  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
56  *
57  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
58  */
59 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
60 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
61
62 /*
63  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
64  */
65 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
66
67 /*
68  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
69  * parent will (try to) run first.
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
72
73 /*
74  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
75  *
76  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
77  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
78  * have immediate wakeup/sleep latencies.
79  *
80  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
81  */
82 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
83 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
84
85 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
86
87 int sched_thermal_decay_shift;
88 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
89 {
90         int _shift = 0;
91
92         if (kstrtoint(str, 0, &_shift))
93                 pr_warn("Unable to set scheduler thermal pressure decay shift parameter\n");
94
95         sched_thermal_decay_shift = clamp(_shift, 0, 10);
96         return 1;
97 }
98 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
99
100 #ifdef CONFIG_SMP
101 /*
102  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
103  */
104 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
105 {
106         return -cpu;
107 }
108
109 /*
110  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
111  *
112  * (default: ~20%)
113  */
114 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
115
116 /*
117  * The margin used when comparing CPU capacities.
118  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
119  *
120  * (default: ~5%)
121  */
122 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
123 #endif
124
125 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
126 /*
127  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
128  * each time a cfs_rq requests quota.
129  *
130  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
131  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
132  * we will always only issue the remaining available time.
133  *
134  * (default: 5 msec, units: microseconds)
135  */
136 unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice           = 5000UL;
137 #endif
138
139 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
140 {
141         lw->weight += inc;
142         lw->inv_weight = 0;
143 }
144
145 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
146 {
147         lw->weight -= dec;
148         lw->inv_weight = 0;
149 }
150
151 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
152 {
153         lw->weight = w;
154         lw->inv_weight = 0;
155 }
156
157 /*
158  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
159  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
160  * to users decreases. But the relationship is not linear,
161  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
162  * number of CPUs.
163  *
164  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
165  */
166 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
167 {
168         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
169         unsigned int factor;
170
171         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
172         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
173                 factor = 1;
174                 break;
175         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
176                 factor = cpus;
177                 break;
178         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
179         default:
180                 factor = 1 + ilog2(cpus);
181                 break;
182         }
183
184         return factor;
185 }
186
187 static void update_sysctl(void)
188 {
189         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
190
191 #define SET_SYSCTL(name) \
192         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
193         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
194         SET_SYSCTL(sched_latency);
195         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
196 #undef SET_SYSCTL
197 }
198
199 void __init sched_init_granularity(void)
200 {
201         update_sysctl();
202 }
203
204 #define WMULT_CONST     (~0U)
205 #define WMULT_SHIFT     32
206
207 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
208 {
209         unsigned long w;
210
211         if (likely(lw->inv_weight))
212                 return;
213
214         w = scale_load_down(lw->weight);
215
216         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
217                 lw->inv_weight = 1;
218         else if (unlikely(!w))
219                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
220         else
221                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
222 }
223
224 /*
225  * delta_exec * weight / lw.weight
226  *   OR
227  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
228  *
229  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
230  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
231  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
232  *
233  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
234  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
235  */
236 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
237 {
238         u64 fact = scale_load_down(weight);
239         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
240         int shift = WMULT_SHIFT;
241         int fs;
242
243         __update_inv_weight(lw);
244
245         if (unlikely(fact_hi)) {
246                 fs = fls(fact_hi);
247                 shift -= fs;
248                 fact >>= fs;
249         }
250
251         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
252
253         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
254         if (fact_hi) {
255                 fs = fls(fact_hi);
256                 shift -= fs;
257                 fact >>= fs;
258         }
259
260         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
261 }
262
263
264 const struct sched_class fair_sched_class;
265
266 /**************************************************************
267  * CFS operations on generic schedulable entities:
268  */
269
270 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
271 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
272 {
273         SCHED_WARN_ON(!entity_is_task(se));
274         return container_of(se, struct task_struct, se);
275 }
276
277 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
278 #define for_each_sched_entity(se) \
279                 for (; se; se = se->parent)
280
281 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
282 {
283         return p->se.cfs_rq;
284 }
285
286 /* runqueue on which this entity is (to be) queued */
287 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
288 {
289         return se->cfs_rq;
290 }
291
292 /* runqueue "owned" by this group */
293 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
294 {
295         return grp->my_q;
296 }
297
298 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
299 {
300         if (!path)
301                 return;
302
303         if (cfs_rq && task_group_is_autogroup(cfs_rq->tg))
304                 autogroup_path(cfs_rq->tg, path, len);
305         else if (cfs_rq && cfs_rq->tg->css.cgroup)
306                 cgroup_path(cfs_rq->tg->css.cgroup, path, len);
307         else
308                 strlcpy(path, "(null)", len);
309 }
310
311 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
312 {
313         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
314         int cpu = cpu_of(rq);
315
316         if (cfs_rq->on_list)
317                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
318
319         cfs_rq->on_list = 1;
320
321         /*
322          * Ensure we either appear before our parent (if already
323          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
324          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
325          * reduces this to two cases and a special case for the root
326          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
327          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
328          * to a tree or when we reach the top of the tree
329          */
330         if (cfs_rq->tg->parent &&
331             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
332                 /*
333                  * If parent is already on the list, we add the child
334                  * just before. Thanks to circular linked property of
335                  * the list, this means to put the child at the tail
336                  * of the list that starts by parent.
337                  */
338                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
339                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
340                 /*
341                  * The branch is now connected to its tree so we can
342                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
343                  * list.
344                  */
345                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
346                 return true;
347         }
348
349         if (!cfs_rq->tg->parent) {
350                 /*
351                  * cfs rq without parent should be put
352                  * at the tail of the list.
353                  */
354                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
355                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
356                 /*
357                  * We have reach the top of a tree so we can reset
358                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
359                  */
360                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
361                 return true;
362         }
363
364         /*
365          * The parent has not already been added so we want to
366          * make sure that it will be put after us.
367          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
368          * where we will add parent.
369          */
370         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
371         /*
372          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
373          * of the branch
374          */
375         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
376         return false;
377 }
378
379 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
380 {
381         if (cfs_rq->on_list) {
382                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
383
384                 /*
385                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
386                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
387                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
388                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
389                  * at the end of the enqueue.
390                  */
391                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
392                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
393
394                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
395                 cfs_rq->on_list = 0;
396         }
397 }
398
399 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
400 {
401         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
402 }
403
404 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
405 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
406         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
407                                  leaf_cfs_rq_list)
408
409 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
410 static inline struct cfs_rq *
411 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
412 {
413         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
414                 return se->cfs_rq;
415
416         return NULL;
417 }
418
419 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
420 {
421         return se->parent;
422 }
423
424 static void
425 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
426 {
427         int se_depth, pse_depth;
428
429         /*
430          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
431          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
432          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
433          * parent.
434          */
435
436         /* First walk up until both entities are at same depth */
437         se_depth = (*se)->depth;
438         pse_depth = (*pse)->depth;
439
440         while (se_depth > pse_depth) {
441                 se_depth--;
442                 *se = parent_entity(*se);
443         }
444
445         while (pse_depth > se_depth) {
446                 pse_depth--;
447                 *pse = parent_entity(*pse);
448         }
449
450         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
451                 *se = parent_entity(*se);
452                 *pse = parent_entity(*pse);
453         }
454 }
455
456 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
457
458 static inline struct task_struct *task_of(struct sched_entity *se)
459 {
460         return container_of(se, struct task_struct, se);
461 }
462
463 #define for_each_sched_entity(se) \
464                 for (; se; se = NULL)
465
466 static inline struct cfs_rq *task_cfs_rq(struct task_struct *p)
467 {
468         return &task_rq(p)->cfs;
469 }
470
471 static inline struct cfs_rq *cfs_rq_of(struct sched_entity *se)
472 {
473         struct task_struct *p = task_of(se);
474         struct rq *rq = task_rq(p);
475
476         return &rq->cfs;
477 }
478
479 /* runqueue "owned" by this group */
480 static inline struct cfs_rq *group_cfs_rq(struct sched_entity *grp)
481 {
482         return NULL;
483 }
484
485 static inline void cfs_rq_tg_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *path, int len)
486 {
487         if (path)
488                 strlcpy(path, "(null)", len);
489 }
490
491 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
492 {
493         return true;
494 }
495
496 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
497 {
498 }
499
500 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
501 {
502 }
503
504 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
505                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
506
507 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
508 {
509         return NULL;
510 }
511
512 static inline void
513 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
514 {
515 }
516
517 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
518
519 static __always_inline
520 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
521
522 /**************************************************************
523  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
524  */
525
526 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
527 {
528         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
529         if (delta > 0)
530                 max_vruntime = vruntime;
531
532         return max_vruntime;
533 }
534
535 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
536 {
537         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
538         if (delta < 0)
539                 min_vruntime = vruntime;
540
541         return min_vruntime;
542 }
543
544 static inline bool entity_before(struct sched_entity *a,
545                                 struct sched_entity *b)
546 {
547         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
548 }
549
550 #define __node_2_se(node) \
551         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
552
553 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
554 {
555         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
556         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
557
558         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
559
560         if (curr) {
561                 if (curr->on_rq)
562                         vruntime = curr->vruntime;
563                 else
564                         curr = NULL;
565         }
566
567         if (leftmost) { /* non-empty tree */
568                 struct sched_entity *se = __node_2_se(leftmost);
569
570                 if (!curr)
571                         vruntime = se->vruntime;
572                 else
573                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
574         }
575
576         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
577         cfs_rq->min_vruntime = max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime);
578 #ifndef CONFIG_64BIT
579         smp_wmb();
580         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
581 #endif
582 }
583
584 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
585 {
586         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
587 }
588
589 /*
590  * Enqueue an entity into the rb-tree:
591  */
592 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
593 {
594         rb_add_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline, __entity_less);
595 }
596
597 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
598 {
599         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
600 }
601
602 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
603 {
604         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
605
606         if (!left)
607                 return NULL;
608
609         return __node_2_se(left);
610 }
611
612 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
613 {
614         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
615
616         if (!next)
617                 return NULL;
618
619         return __node_2_se(next);
620 }
621
622 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
623 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
624 {
625         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
626
627         if (!last)
628                 return NULL;
629
630         return __node_2_se(last);
631 }
632
633 /**************************************************************
634  * Scheduling class statistics methods:
635  */
636
637 int sched_update_scaling(void)
638 {
639         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
640
641         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
642                                         sysctl_sched_min_granularity);
643
644 #define WRT_SYSCTL(name) \
645         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
646         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
647         WRT_SYSCTL(sched_latency);
648         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
649 #undef WRT_SYSCTL
650
651         return 0;
652 }
653 #endif
654
655 /*
656  * delta /= w
657  */
658 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
659 {
660         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
661                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
662
663         return delta;
664 }
665
666 /*
667  * The idea is to set a period in which each task runs once.
668  *
669  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
670  * this period because otherwise the slices get too small.
671  *
672  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
673  */
674 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
675 {
676         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
677                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
678         else
679                 return sysctl_sched_latency;
680 }
681
682 /*
683  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
684  * proportional to the weight.
685  *
686  * s = p*P[w/rw]
687  */
688 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
689 {
690         unsigned int nr_running = cfs_rq->nr_running;
691         u64 slice;
692
693         if (sched_feat(ALT_PERIOD))
694                 nr_running = rq_of(cfs_rq)->cfs.h_nr_running;
695
696         slice = __sched_period(nr_running + !se->on_rq);
697
698         for_each_sched_entity(se) {
699                 struct load_weight *load;
700                 struct load_weight lw;
701
702                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
703                 load = &cfs_rq->load;
704
705                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
706                         lw = cfs_rq->load;
707
708                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
709                         load = &lw;
710                 }
711                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
712         }
713
714         if (sched_feat(BASE_SLICE))
715                 slice = max(slice, (u64)sysctl_sched_min_granularity);
716
717         return slice;
718 }
719
720 /*
721  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
722  *
723  * vs = s/w
724  */
725 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
726 {
727         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
728 }
729
730 #include "pelt.h"
731 #ifdef CONFIG_SMP
732
733 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
734 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
735 static unsigned long capacity_of(int cpu);
736
737 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
738 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
739 {
740         struct sched_avg *sa = &se->avg;
741
742         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
743
744         /*
745          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
746          * they get a chance to stabilize to their real load level.
747          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
748          * nothing has been attached to the task group yet.
749          */
750         if (entity_is_task(se))
751                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
752
753         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
754 }
755
756 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
757
758 /*
759  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
760  * based on the cfs_rq's current util_avg:
761  *
762  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
763  *
764  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
765  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
766  * as when the series is a harmonic series.
767  *
768  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
769  * only 1/2 of the left utilization budget:
770  *
771  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
772  *
773  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
774  *
775  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
776  * the beginning would be like:
777  *
778  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
779  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
780  *
781  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
782  * if util_avg > util_avg_cap.
783  */
784 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
785 {
786         struct sched_entity *se = &p->se;
787         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
788         struct sched_avg *sa = &se->avg;
789         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
790         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
791
792         if (cap > 0) {
793                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
794                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
795                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
796
797                         if (sa->util_avg > cap)
798                                 sa->util_avg = cap;
799                 } else {
800                         sa->util_avg = cap;
801                 }
802         }
803
804         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
805
806         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
807                 /*
808                  * For !fair tasks do:
809                  *
810                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
811                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
812                 switched_from_fair(rq, p);
813                  *
814                  * such that the next switched_to_fair() has the
815                  * expected state.
816                  */
817                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
818                 return;
819         }
820
821         attach_entity_cfs_rq(se);
822 }
823
824 #else /* !CONFIG_SMP */
825 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
826 {
827 }
828 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
829 {
830 }
831 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
832 {
833 }
834 #endif /* CONFIG_SMP */
835
836 /*
837  * Update the current task's runtime statistics.
838  */
839 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
840 {
841         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
842         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
843         u64 delta_exec;
844
845         if (unlikely(!curr))
846                 return;
847
848         delta_exec = now - curr->exec_start;
849         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
850                 return;
851
852         curr->exec_start = now;
853
854         schedstat_set(curr->statistics.exec_max,
855                       max(delta_exec, curr->statistics.exec_max));
856
857         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
858         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
859
860         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
861         update_min_vruntime(cfs_rq);
862
863         if (entity_is_task(curr)) {
864                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
865
866                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
867                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
868                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
869         }
870
871         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
872 }
873
874 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
875 {
876         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
877 }
878
879 static inline void
880 update_stats_wait_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
881 {
882         u64 wait_start, prev_wait_start;
883
884         if (!schedstat_enabled())
885                 return;
886
887         wait_start = rq_clock(rq_of(cfs_rq));
888         prev_wait_start = schedstat_val(se->statistics.wait_start);
889
890         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)) &&
891             likely(wait_start > prev_wait_start))
892                 wait_start -= prev_wait_start;
893
894         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, wait_start);
895 }
896
897 static inline void
898 update_stats_wait_end(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
899 {
900         struct task_struct *p;
901         u64 delta;
902
903         if (!schedstat_enabled())
904                 return;
905
906         /*
907          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
908          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
909          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
910          * scenario.
911          */
912         if (unlikely(!schedstat_val(se->statistics.wait_start)))
913                 return;
914
915         delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - schedstat_val(se->statistics.wait_start);
916
917         if (entity_is_task(se)) {
918                 p = task_of(se);
919                 if (task_on_rq_migrating(p)) {
920                         /*
921                          * Preserve migrating task's wait time so wait_start
922                          * time stamp can be adjusted to accumulate wait time
923                          * prior to migration.
924                          */
925                         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, delta);
926                         return;
927                 }
928                 trace_sched_stat_wait(p, delta);
929         }
930
931         __schedstat_set(se->statistics.wait_max,
932                       max(schedstat_val(se->statistics.wait_max), delta));
933         __schedstat_inc(se->statistics.wait_count);
934         __schedstat_add(se->statistics.wait_sum, delta);
935         __schedstat_set(se->statistics.wait_start, 0);
936 }
937
938 static inline void
939 update_stats_enqueue_sleeper(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
940 {
941         struct task_struct *tsk = NULL;
942         u64 sleep_start, block_start;
943
944         if (!schedstat_enabled())
945                 return;
946
947         sleep_start = schedstat_val(se->statistics.sleep_start);
948         block_start = schedstat_val(se->statistics.block_start);
949
950         if (entity_is_task(se))
951                 tsk = task_of(se);
952
953         if (sleep_start) {
954                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - sleep_start;
955
956                 if ((s64)delta < 0)
957                         delta = 0;
958
959                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.sleep_max)))
960                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_max, delta);
961
962                 __schedstat_set(se->statistics.sleep_start, 0);
963                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
964
965                 if (tsk) {
966                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 1);
967                         trace_sched_stat_sleep(tsk, delta);
968                 }
969         }
970         if (block_start) {
971                 u64 delta = rq_clock(rq_of(cfs_rq)) - block_start;
972
973                 if ((s64)delta < 0)
974                         delta = 0;
975
976                 if (unlikely(delta > schedstat_val(se->statistics.block_max)))
977                         __schedstat_set(se->statistics.block_max, delta);
978
979                 __schedstat_set(se->statistics.block_start, 0);
980                 __schedstat_add(se->statistics.sum_sleep_runtime, delta);
981
982                 if (tsk) {
983                         if (tsk->in_iowait) {
984                                 __schedstat_add(se->statistics.iowait_sum, delta);
985                                 __schedstat_inc(se->statistics.iowait_count);
986                                 trace_sched_stat_iowait(tsk, delta);
987                         }
988
989                         trace_sched_stat_blocked(tsk, delta);
990
991                         /*
992                          * Blocking time is in units of nanosecs, so shift by
993                          * 20 to get a milliseconds-range estimation of the
994                          * amount of time that the task spent sleeping:
995                          */
996                         if (unlikely(prof_on == SLEEP_PROFILING)) {
997                                 profile_hits(SLEEP_PROFILING,
998                                                 (void *)get_wchan(tsk),
999                                                 delta >> 20);
1000                         }
1001                         account_scheduler_latency(tsk, delta >> 10, 0);
1002                 }
1003         }
1004 }
1005
1006 /*
1007  * Task is being enqueued - update stats:
1008  */
1009 static inline void
1010 update_stats_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1011 {
1012         if (!schedstat_enabled())
1013                 return;
1014
1015         /*
1016          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
1017          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
1018          */
1019         if (se != cfs_rq->curr)
1020                 update_stats_wait_start(cfs_rq, se);
1021
1022         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1023                 update_stats_enqueue_sleeper(cfs_rq, se);
1024 }
1025
1026 static inline void
1027 update_stats_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1028 {
1029
1030         if (!schedstat_enabled())
1031                 return;
1032
1033         /*
1034          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1035          * waiting task:
1036          */
1037         if (se != cfs_rq->curr)
1038                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
1039
1040         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1041                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1042
1043                 if (tsk->state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1044                         __schedstat_set(se->statistics.sleep_start,
1045                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1046                 if (tsk->state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1047                         __schedstat_set(se->statistics.block_start,
1048                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1049         }
1050 }
1051
1052 /*
1053  * We are picking a new current task - update its stats:
1054  */
1055 static inline void
1056 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1057 {
1058         /*
1059          * We are starting a new run period:
1060          */
1061         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1062 }
1063
1064 /**************************************************
1065  * Scheduling class queueing methods:
1066  */
1067
1068 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1069 /*
1070  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1071  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1072  * numa_balancing_scan_size.
1073  */
1074 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1075 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1076
1077 /* Portion of address space to scan in MB */
1078 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1079
1080 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1081 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1082
1083 struct numa_group {
1084         refcount_t refcount;
1085
1086         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1087         int nr_tasks;
1088         pid_t gid;
1089         int active_nodes;
1090
1091         struct rcu_head rcu;
1092         unsigned long total_faults;
1093         unsigned long max_faults_cpu;
1094         /*
1095          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1096          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1097          * more by CPU use than by memory faults.
1098          */
1099         unsigned long *faults_cpu;
1100         unsigned long faults[];
1101 };
1102
1103 /*
1104  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1105  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1106  */
1107 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1108 {
1109         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1110                 (lockdep_is_held(&task_rq(p)->lock) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1111 }
1112
1113 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1114 {
1115         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1116 }
1117
1118 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1119 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1120
1121 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1122 {
1123         unsigned long rss = 0;
1124         unsigned long nr_scan_pages;
1125
1126         /*
1127          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1128          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1129          * on resident pages
1130          */
1131         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1132         rss = get_mm_rss(p->mm);
1133         if (!rss)
1134                 rss = nr_scan_pages;
1135
1136         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1137         return rss / nr_scan_pages;
1138 }
1139
1140 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1141 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1142
1143 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1144 {
1145         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1146         unsigned int scan, floor;
1147         unsigned int windows = 1;
1148
1149         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1150                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1151         floor = 1000 / windows;
1152
1153         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1154         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1155 }
1156
1157 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1158 {
1159         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1160         unsigned long period = smin;
1161         struct numa_group *ng;
1162
1163         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1164         rcu_read_lock();
1165         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1166         if (ng) {
1167                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1168                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1169
1170                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1171                 period *= shared + 1;
1172                 period /= private + shared + 1;
1173         }
1174         rcu_read_unlock();
1175
1176         return max(smin, period);
1177 }
1178
1179 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1180 {
1181         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1182         unsigned long smax;
1183         struct numa_group *ng;
1184
1185         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1186         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1187
1188         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1189         ng = deref_curr_numa_group(p);
1190         if (ng) {
1191                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1192                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1193                 unsigned long period = smax;
1194
1195                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1196                 period *= shared + 1;
1197                 period /= private + shared + 1;
1198
1199                 smax = max(smax, period);
1200         }
1201
1202         return max(smin, smax);
1203 }
1204
1205 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1206 {
1207         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1208         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1209 }
1210
1211 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1212 {
1213         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1214         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1215 }
1216
1217 /* Shared or private faults. */
1218 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1219
1220 /* Memory and CPU locality */
1221 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1222
1223 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1224 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1225
1226 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1227 {
1228         struct numa_group *ng;
1229         pid_t gid = 0;
1230
1231         rcu_read_lock();
1232         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1233         if (ng)
1234                 gid = ng->gid;
1235         rcu_read_unlock();
1236
1237         return gid;
1238 }
1239
1240 /*
1241  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1242  * occupy the first half of the array. The second half of the
1243  * array is for current counters, which are averaged into the
1244  * first set by task_numa_placement.
1245  */
1246 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1247 {
1248         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1249 }
1250
1251 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1252 {
1253         if (!p->numa_faults)
1254                 return 0;
1255
1256         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1257                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1258 }
1259
1260 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1261 {
1262         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1263
1264         if (!ng)
1265                 return 0;
1266
1267         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1268                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1269 }
1270
1271 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1272 {
1273         return group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1274                 group->faults_cpu[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1275 }
1276
1277 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1278 {
1279         unsigned long faults = 0;
1280         int node;
1281
1282         for_each_online_node(node) {
1283                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1284         }
1285
1286         return faults;
1287 }
1288
1289 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1290 {
1291         unsigned long faults = 0;
1292         int node;
1293
1294         for_each_online_node(node) {
1295                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1296         }
1297
1298         return faults;
1299 }
1300
1301 /*
1302  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1303  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1304  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1305  */
1306 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1307
1308 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1309 {
1310         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1311 }
1312
1313 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1314 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1315                                         int maxdist, bool task)
1316 {
1317         unsigned long score = 0;
1318         int node;
1319
1320         /*
1321          * All nodes are directly connected, and the same distance
1322          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1323          */
1324         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1325                 return 0;
1326
1327         /*
1328          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1329          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1330          */
1331         for_each_online_node(node) {
1332                 unsigned long faults;
1333                 int dist = node_distance(nid, node);
1334
1335                 /*
1336                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1337                  * for placement; nid was already counted.
1338                  */
1339                 if (dist == sched_max_numa_distance || node == nid)
1340                         continue;
1341
1342                 /*
1343                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1344                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1345                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1346                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1347                  * of each group. Skip other nodes.
1348                  */
1349                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
1350                                         dist >= maxdist)
1351                         continue;
1352
1353                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1354                 if (task)
1355                         faults = task_faults(p, node);
1356                 else
1357                         faults = group_faults(p, node);
1358
1359                 /*
1360                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1361                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1362                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1363                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1364                  * The further away a node is, the less the faults count.
1365                  * This seems to result in good task placement.
1366                  */
1367                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1368                         faults *= (sched_max_numa_distance - dist);
1369                         faults /= (sched_max_numa_distance - LOCAL_DISTANCE);
1370                 }
1371
1372                 score += faults;
1373         }
1374
1375         return score;
1376 }
1377
1378 /*
1379  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1380  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1381  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1382  * evenly spread out between numa nodes.
1383  */
1384 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1385                                         int dist)
1386 {
1387         unsigned long faults, total_faults;
1388
1389         if (!p->numa_faults)
1390                 return 0;
1391
1392         total_faults = p->total_numa_faults;
1393
1394         if (!total_faults)
1395                 return 0;
1396
1397         faults = task_faults(p, nid);
1398         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1399
1400         return 1000 * faults / total_faults;
1401 }
1402
1403 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1404                                          int dist)
1405 {
1406         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1407         unsigned long faults, total_faults;
1408
1409         if (!ng)
1410                 return 0;
1411
1412         total_faults = ng->total_faults;
1413
1414         if (!total_faults)
1415                 return 0;
1416
1417         faults = group_faults(p, nid);
1418         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1419
1420         return 1000 * faults / total_faults;
1421 }
1422
1423 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1424                                 int src_nid, int dst_cpu)
1425 {
1426         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1427         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1428         int last_cpupid, this_cpupid;
1429
1430         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1431         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1432
1433         /*
1434          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1435          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1436          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1437          * executed below.
1438          */
1439         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1440             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1441                 return true;
1442
1443         /*
1444          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1445          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1446          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1447          *
1448          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1449          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1450          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1451          *
1452          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1453          * same result twice in a row, given these samples are fully
1454          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1455          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1456          *
1457          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1458          * act on an unlikely task<->page relation.
1459          */
1460         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1461                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1462                 return false;
1463
1464         /* Always allow migrate on private faults */
1465         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1466                 return true;
1467
1468         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1469         if (!ng)
1470                 return true;
1471
1472         /*
1473          * Destination node is much more heavily used than the source
1474          * node? Allow migration.
1475          */
1476         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1477                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1478                 return true;
1479
1480         /*
1481          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1482          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1483          *
1484          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1485          * --------------- * - > ---------------
1486          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1487          */
1488         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1489                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1490 }
1491
1492 /*
1493  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1494  */
1495 enum numa_type {
1496         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1497         node_has_spare = 0,
1498         /*
1499          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1500          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1501          */
1502         node_fully_busy,
1503         /*
1504          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1505          * tasks.
1506          */
1507         node_overloaded
1508 };
1509
1510 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1511 struct numa_stats {
1512         unsigned long load;
1513         unsigned long runnable;
1514         unsigned long util;
1515         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1516         unsigned long compute_capacity;
1517         unsigned int nr_running;
1518         unsigned int weight;
1519         enum numa_type node_type;
1520         int idle_cpu;
1521 };
1522
1523 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1524 {
1525 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1526         int sibling;
1527
1528         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1529                 if (cpu == sibling)
1530                         continue;
1531
1532                 if (!idle_cpu(cpu))
1533                         return false;
1534         }
1535 #endif
1536
1537         return true;
1538 }
1539
1540 struct task_numa_env {
1541         struct task_struct *p;
1542
1543         int src_cpu, src_nid;
1544         int dst_cpu, dst_nid;
1545
1546         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1547
1548         int imbalance_pct;
1549         int dist;
1550
1551         struct task_struct *best_task;
1552         long best_imp;
1553         int best_cpu;
1554 };
1555
1556 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1557 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1558 static unsigned long cpu_util(int cpu);
1559 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
1560                                         int dst_running, int dst_weight);
1561
1562 static inline enum
1563 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1564                          struct numa_stats *ns)
1565 {
1566         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1567             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1568              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1569                 return node_overloaded;
1570
1571         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1572             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1573              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1574                 return node_has_spare;
1575
1576         return node_fully_busy;
1577 }
1578
1579 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1580 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
1581 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def);
1582 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1583 {
1584         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
1585             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu, false))
1586                 return idle_core;
1587
1588         /*
1589          * Prefer cores instead of packing HT siblings
1590          * and triggering future load balancing.
1591          */
1592         if (is_core_idle(cpu))
1593                 idle_core = cpu;
1594
1595         return idle_core;
1596 }
1597 #else
1598 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1599 {
1600         return idle_core;
1601 }
1602 #endif
1603
1604 /*
1605  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
1606  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
1607  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
1608  * common implementation is impractical.
1609  */
1610 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
1611                               struct numa_stats *ns, int nid,
1612                               bool find_idle)
1613 {
1614         int cpu, idle_core = -1;
1615
1616         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1617         ns->idle_cpu = -1;
1618
1619         rcu_read_lock();
1620         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1621                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1622
1623                 ns->load += cpu_load(rq);
1624                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
1625                 ns->util += cpu_util(cpu);
1626                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
1627                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1628
1629                 if (find_idle && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
1630                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
1631                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1632                                 continue;
1633
1634                         if (ns->idle_cpu == -1)
1635                                 ns->idle_cpu = cpu;
1636
1637                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
1638                 }
1639         }
1640         rcu_read_unlock();
1641
1642         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
1643
1644         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
1645
1646         if (idle_core >= 0)
1647                 ns->idle_cpu = idle_core;
1648 }
1649
1650 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1651                              struct task_struct *p, long imp)
1652 {
1653         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1654
1655         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
1656         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
1657                 int cpu;
1658                 int start = env->dst_cpu;
1659
1660                 /* Find alternative idle CPU. */
1661                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start) {
1662                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
1663                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
1664                                 continue;
1665                         }
1666
1667                         env->dst_cpu = cpu;
1668                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1669                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1670                                 goto assign;
1671                 }
1672
1673                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
1674                 return;
1675         }
1676
1677 assign:
1678         /*
1679          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1680          * found a better CPU to move/swap.
1681          */
1682         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
1683                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1684                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1685         }
1686
1687         if (env->best_task)
1688                 put_task_struct(env->best_task);
1689         if (p)
1690                 get_task_struct(p);
1691
1692         env->best_task = p;
1693         env->best_imp = imp;
1694         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1695 }
1696
1697 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1698                                 struct task_numa_env *env)
1699 {
1700         long imb, old_imb;
1701         long orig_src_load, orig_dst_load;
1702         long src_capacity, dst_capacity;
1703
1704         /*
1705          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1706          *
1707          * src_load        dst_load
1708          * ------------ vs ---------
1709          * src_capacity    dst_capacity
1710          */
1711         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1712         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1713
1714         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1715
1716         orig_src_load = env->src_stats.load;
1717         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1718
1719         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1720
1721         /* Would this change make things worse? */
1722         return (imb > old_imb);
1723 }
1724
1725 /*
1726  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1727  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1728  * Used to deter task migration.
1729  */
1730 #define SMALLIMP        30
1731
1732 /*
1733  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1734  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1735  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1736  * be exchanged with the source task
1737  */
1738 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1739                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1740 {
1741         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1742         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1743         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1744         struct task_struct *cur;
1745         long src_load, dst_load;
1746         int dist = env->dist;
1747         long moveimp = imp;
1748         long load;
1749         bool stopsearch = false;
1750
1751         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1752                 return false;
1753
1754         rcu_read_lock();
1755         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1756         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1757                 cur = NULL;
1758
1759         /*
1760          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1761          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1762          */
1763         if (cur == env->p) {
1764                 stopsearch = true;
1765                 goto unlock;
1766         }
1767
1768         if (!cur) {
1769                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1770                         goto assign;
1771                 else
1772                         goto unlock;
1773         }
1774
1775         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
1776         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1777                 goto unlock;
1778
1779         /*
1780          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
1781          * node and the best task is.
1782          */
1783         if (env->best_task &&
1784             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1785             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1786                 goto unlock;
1787         }
1788
1789         /*
1790          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1791          * source and destination node. Calculate the total differential for
1792          * the source task and potential destination task. The more negative
1793          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1794          * be incurred if the tasks were swapped.
1795          *
1796          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1797          * in any group then look only at task weights.
1798          */
1799         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1800         if (cur_ng == p_ng) {
1801                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1802                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1803                 /*
1804                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1805                  * tasks within a group over tiny differences.
1806                  */
1807                 if (cur_ng)
1808                         imp -= imp / 16;
1809         } else {
1810                 /*
1811                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1812                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1813                  */
1814                 if (cur_ng && p_ng)
1815                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1816                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1817                 else
1818                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1819                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1820         }
1821
1822         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
1823         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
1824                 imp -= imp / 16;
1825
1826         /*
1827          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
1828          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
1829          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
1830          * case, it does not matter.
1831          */
1832         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
1833                 imp += imp / 8;
1834
1835         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1836                 imp = moveimp;
1837                 cur = NULL;
1838                 goto assign;
1839         }
1840
1841         /*
1842          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
1843          * task that is not.
1844          */
1845         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1846             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1847                 goto assign;
1848         }
1849
1850         /*
1851          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1852          * task migration might only result in ping pong
1853          * of tasks and also hurt performance due to cache
1854          * misses.
1855          */
1856         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1857                 goto unlock;
1858
1859         /*
1860          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1861          */
1862         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1863         if (!load)
1864                 goto assign;
1865
1866         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1867         src_load = env->src_stats.load - load;
1868
1869         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1870                 goto unlock;
1871
1872 assign:
1873         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
1874         if (!cur) {
1875                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1876
1877                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
1878                 if (cpu < 0)
1879                         cpu = env->dst_cpu;
1880
1881                 /*
1882                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
1883                  * is, keep using it.
1884                  */
1885                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
1886                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
1887                         cpu = env->best_cpu;
1888                 }
1889
1890                 env->dst_cpu = cpu;
1891         }
1892
1893         task_numa_assign(env, cur, imp);
1894
1895         /*
1896          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
1897          * balance improves then stop the search. While a better swap
1898          * candidate may exist, a search is not free.
1899          */
1900         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
1901                 stopsearch = true;
1902
1903         /*
1904          * If a swap candidate must be identified and the current best task
1905          * moves its preferred node then stop the search.
1906          */
1907         if (!maymove && env->best_task &&
1908             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
1909                 stopsearch = true;
1910         }
1911 unlock:
1912         rcu_read_unlock();
1913
1914         return stopsearch;
1915 }
1916
1917 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1918                                 long taskimp, long groupimp)
1919 {
1920         bool maymove = false;
1921         int cpu;
1922
1923         /*
1924          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
1925          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
1926          */
1927         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
1928                 unsigned int imbalance;
1929                 int src_running, dst_running;
1930
1931                 /*
1932                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
1933                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
1934                  * move improves the imbalance from the perspective of the
1935                  * CPU load balancer.
1936                  * */
1937                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
1938                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
1939                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
1940                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
1941                                                         env->dst_stats.weight);
1942
1943                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
1944                 if (!imbalance) {
1945                         maymove = true;
1946                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
1947                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1948                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
1949                                 return;
1950                         }
1951                 }
1952         } else {
1953                 long src_load, dst_load, load;
1954                 /*
1955                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
1956                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1957                  */
1958                 load = task_h_load(env->p);
1959                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
1960                 src_load = env->src_stats.load - load;
1961                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1962         }
1963
1964         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1965                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1966                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1967                         continue;
1968
1969                 env->dst_cpu = cpu;
1970                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
1971                         break;
1972         }
1973 }
1974
1975 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1976 {
1977         struct task_numa_env env = {
1978                 .p = p,
1979
1980                 .src_cpu = task_cpu(p),
1981                 .src_nid = task_node(p),
1982
1983                 .imbalance_pct = 112,
1984
1985                 .best_task = NULL,
1986                 .best_imp = 0,
1987                 .best_cpu = -1,
1988         };
1989         unsigned long taskweight, groupweight;
1990         struct sched_domain *sd;
1991         long taskimp, groupimp;
1992         struct numa_group *ng;
1993         struct rq *best_rq;
1994         int nid, ret, dist;
1995
1996         /*
1997          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
1998          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
1999          *
2000          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
2001          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
2002          * to satisfy here.
2003          */
2004         rcu_read_lock();
2005         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
2006         if (sd)
2007                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2008         rcu_read_unlock();
2009
2010         /*
2011          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2012          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2013          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2014          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2015          */
2016         if (unlikely(!sd)) {
2017                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2018                 return -EINVAL;
2019         }
2020
2021         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2022         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2023         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2024         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2025         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2026         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2027         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2028         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2029
2030         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2031         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2032
2033         /*
2034          * Look at other nodes in these cases:
2035          * - there is no space available on the preferred_nid
2036          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2037          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2038          *   we need to check other locations.
2039          */
2040         ng = deref_curr_numa_group(p);
2041         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2042                 for_each_online_node(nid) {
2043                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2044                                 continue;
2045
2046                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2047                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2048                                                 dist != env.dist) {
2049                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2050                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2051                         }
2052
2053                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2054                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2055                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2056                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2057                                 continue;
2058
2059                         env.dist = dist;
2060                         env.dst_nid = nid;
2061                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2062                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2063                 }
2064         }
2065
2066         /*
2067          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2068          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2069          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2070          * settle down.
2071          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2072          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2073          */
2074         if (ng) {
2075                 if (env.best_cpu == -1)
2076                         nid = env.src_nid;
2077                 else
2078                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2079
2080                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2081                         sched_setnuma(p, nid);
2082         }
2083
2084         /* No better CPU than the current one was found. */
2085         if (env.best_cpu == -1) {
2086                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2087                 return -EAGAIN;
2088         }
2089
2090         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2091         if (env.best_task == NULL) {
2092                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2093                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2094                 if (ret != 0)
2095                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2096                 return ret;
2097         }
2098
2099         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2100         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2101
2102         if (ret != 0)
2103                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2104         put_task_struct(env.best_task);
2105         return ret;
2106 }
2107
2108 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2109 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2110 {
2111         unsigned long interval = HZ;
2112
2113         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2114         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2115                 return;
2116
2117         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2118         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2119         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2120
2121         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2122         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2123                 return;
2124
2125         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2126         task_numa_migrate(p);
2127 }
2128
2129 /*
2130  * Find out how many nodes on the workload is actively running on. Do this by
2131  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2132  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2133  * located.
2134  */
2135 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2136 {
2137         unsigned long faults, max_faults = 0;
2138         int nid, active_nodes = 0;
2139
2140         for_each_online_node(nid) {
2141                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2142                 if (faults > max_faults)
2143                         max_faults = faults;
2144         }
2145
2146         for_each_online_node(nid) {
2147                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2148                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2149                         active_nodes++;
2150         }
2151
2152         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2153         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2154 }
2155
2156 /*
2157  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2158  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2159  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2160  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2161  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2162  */
2163 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2164 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2165
2166 /*
2167  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2168  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2169  * the page accesses are shared with other processes.
2170  * Otherwise, decrease the scan period.
2171  */
2172 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2173                         unsigned long shared, unsigned long private)
2174 {
2175         unsigned int period_slot;
2176         int lr_ratio, ps_ratio;
2177         int diff;
2178
2179         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2180         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2181
2182         /*
2183          * If there were no record hinting faults then either the task is
2184          * completely idle or all activity is areas that are not of interest
2185          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2186          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2187          * node is overloaded. In either case, scan slower
2188          */
2189         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2190                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2191                         p->numa_scan_period << 1);
2192
2193                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2194                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2195
2196                 return;
2197         }
2198
2199         /*
2200          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2201          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2202          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2203          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2204          */
2205         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2206         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2207         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2208
2209         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2210                 /*
2211                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2212                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2213                  */
2214                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2215                 if (!slot)
2216                         slot = 1;
2217                 diff = slot * period_slot;
2218         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2219                 /*
2220                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2221                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2222                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2223                  */
2224                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2225                 if (!slot)
2226                         slot = 1;
2227                 diff = slot * period_slot;
2228         } else {
2229                 /*
2230                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2231                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2232                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2233                  */
2234                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2235                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2236         }
2237
2238         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2239                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2240         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2241 }
2242
2243 /*
2244  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2245  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2246  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2247  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2248  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2249  */
2250 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2251 {
2252         u64 runtime, delta, now;
2253         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2254         now = p->se.exec_start;
2255         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2256
2257         if (p->last_task_numa_placement) {
2258                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2259                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2260
2261                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2262                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2263                         *period = 0;
2264         } else {
2265                 delta = p->se.avg.load_sum;
2266                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2267         }
2268
2269         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2270         p->last_task_numa_placement = now;
2271
2272         return delta;
2273 }
2274
2275 /*
2276  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2277  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2278  * otherwise workloads might not converge.
2279  */
2280 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2281 {
2282         nodemask_t nodes;
2283         int dist;
2284
2285         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2286         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2287                 return nid;
2288
2289         /*
2290          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2291          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2292          * both the node itself, and on nearby nodes.
2293          */
2294         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2295                 unsigned long score, max_score = 0;
2296                 int node, max_node = nid;
2297
2298                 dist = sched_max_numa_distance;
2299
2300                 for_each_online_node(node) {
2301                         score = group_weight(p, node, dist);
2302                         if (score > max_score) {
2303                                 max_score = score;
2304                                 max_node = node;
2305                         }
2306                 }
2307                 return max_node;
2308         }
2309
2310         /*
2311          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2312          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2313          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2314          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2315          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2316          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2317          * keep the complexity of the search down.
2318          */
2319         nodes = node_online_map;
2320         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2321                 unsigned long max_faults = 0;
2322                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2323                 int a, b;
2324
2325                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2326                 if (!find_numa_distance(dist))
2327                         continue;
2328
2329                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2330                         unsigned long faults = 0;
2331                         nodemask_t this_group;
2332                         nodes_clear(this_group);
2333
2334                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2335                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2336                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2337                                         faults += group_faults(p, b);
2338                                         node_set(b, this_group);
2339                                         node_clear(b, nodes);
2340                                 }
2341                         }
2342
2343                         /* Remember the top group. */
2344                         if (faults > max_faults) {
2345                                 max_faults = faults;
2346                                 max_group = this_group;
2347                                 /*
2348                                  * subtle: at the smallest distance there is
2349                                  * just one node left in each "group", the
2350                                  * winner is the preferred nid.
2351                                  */
2352                                 nid = a;
2353                         }
2354                 }
2355                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2356                 if (!max_faults)
2357                         break;
2358                 nodes = max_group;
2359         }
2360         return nid;
2361 }
2362
2363 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2364 {
2365         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2366         unsigned long max_faults = 0;
2367         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2368         unsigned long total_faults;
2369         u64 runtime, period;
2370         spinlock_t *group_lock = NULL;
2371         struct numa_group *ng;
2372
2373         /*
2374          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2375          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2376          * that the field is read in a single access:
2377          */
2378         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2379         if (p->numa_scan_seq == seq)
2380                 return;
2381         p->numa_scan_seq = seq;
2382         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2383
2384         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2385                        p->numa_faults_locality[1];
2386         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2387
2388         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2389         ng = deref_curr_numa_group(p);
2390         if (ng) {
2391                 group_lock = &ng->lock;
2392                 spin_lock_irq(group_lock);
2393         }
2394
2395         /* Find the node with the highest number of faults */
2396         for_each_online_node(nid) {
2397                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2398                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2399                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2400                 int priv;
2401
2402                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2403                         long diff, f_diff, f_weight;
2404
2405                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2406                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2407                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2408                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2409
2410                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2411                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2412                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2413                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2414
2415                         /*
2416                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2417                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2418                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2419                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2420                          * faults are less important.
2421                          */
2422                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2423                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2424                                    (total_faults + 1);
2425                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2426                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2427
2428                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2429                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2430                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2431                         p->total_numa_faults += diff;
2432                         if (ng) {
2433                                 /*
2434                                  * safe because we can only change our own group
2435                                  *
2436                                  * mem_idx represents the offset for a given
2437                                  * nid and priv in a specific region because it
2438                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2439                                  */
2440                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2441                                 ng->faults_cpu[mem_idx] += f_diff;
2442                                 ng->total_faults += diff;
2443                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2444                         }
2445                 }
2446
2447                 if (!ng) {
2448                         if (faults > max_faults) {
2449                                 max_faults = faults;
2450                                 max_nid = nid;
2451                         }
2452                 } else if (group_faults > max_faults) {
2453                         max_faults = group_faults;
2454                         max_nid = nid;
2455                 }
2456         }
2457
2458         if (ng) {
2459                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2460                 spin_unlock_irq(group_lock);
2461                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2462         }
2463
2464         if (max_faults) {
2465                 /* Set the new preferred node */
2466                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2467                         sched_setnuma(p, max_nid);
2468         }
2469
2470         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2471 }
2472
2473 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2474 {
2475         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2476 }
2477
2478 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2479 {
2480         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2481                 kfree_rcu(grp, rcu);
2482 }
2483
2484 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2485                         int *priv)
2486 {
2487         struct numa_group *grp, *my_grp;
2488         struct task_struct *tsk;
2489         bool join = false;
2490         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2491         int i;
2492
2493         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2494                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2495                                     4*nr_node_ids*sizeof(unsigned long);
2496
2497                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2498                 if (!grp)
2499                         return;
2500
2501                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2502                 grp->active_nodes = 1;
2503                 grp->max_faults_cpu = 0;
2504                 spin_lock_init(&grp->lock);
2505                 grp->gid = p->pid;
2506                 /* Second half of the array tracks nids where faults happen */
2507                 grp->faults_cpu = grp->faults + NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES *
2508                                                 nr_node_ids;
2509
2510                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2511                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2512
2513                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2514
2515                 grp->nr_tasks++;
2516                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2517         }
2518
2519         rcu_read_lock();
2520         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2521
2522         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2523                 goto no_join;
2524
2525         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2526         if (!grp)
2527                 goto no_join;
2528
2529         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2530         if (grp == my_grp)
2531                 goto no_join;
2532
2533         /*
2534          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2535          * the other task will join us.
2536          */
2537         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2538                 goto no_join;
2539
2540         /*
2541          * Tie-break on the grp address.
2542          */
2543         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2544                 goto no_join;
2545
2546         /* Always join threads in the same process. */
2547         if (tsk->mm == current->mm)
2548                 join = true;
2549
2550         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2551         if (flags & TNF_SHARED)
2552                 join = true;
2553
2554         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2555         *priv = !join;
2556
2557         if (join && !get_numa_group(grp))
2558                 goto no_join;
2559
2560         rcu_read_unlock();
2561
2562         if (!join)
2563                 return;
2564
2565         BUG_ON(irqs_disabled());
2566         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2567
2568         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2569                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2570                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2571         }
2572         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2573         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2574
2575         my_grp->nr_tasks--;
2576         grp->nr_tasks++;
2577
2578         spin_unlock(&my_grp->lock);
2579         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2580
2581         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2582
2583         put_numa_group(my_grp);
2584         return;
2585
2586 no_join:
2587         rcu_read_unlock();
2588         return;
2589 }
2590
2591 /*
2592  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
2593  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2594  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2595  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2596  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2597  */
2598 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2599 {
2600         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2601         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2602         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2603         unsigned long flags;
2604         int i;
2605
2606         if (!numa_faults)
2607                 return;
2608
2609         if (grp) {
2610                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2611                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2612                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2613                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2614
2615                 grp->nr_tasks--;
2616                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2617                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2618                 put_numa_group(grp);
2619         }
2620
2621         if (final) {
2622                 p->numa_faults = NULL;
2623                 kfree(numa_faults);
2624         } else {
2625                 p->total_numa_faults = 0;
2626                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2627                         numa_faults[i] = 0;
2628         }
2629 }
2630
2631 /*
2632  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2633  */
2634 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2635 {
2636         struct task_struct *p = current;
2637         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2638         int cpu_node = task_node(current);
2639         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2640         struct numa_group *ng;
2641         int priv;
2642
2643         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2644                 return;
2645
2646         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2647         if (!p->mm)
2648                 return;
2649
2650         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2651         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2652                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2653                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2654
2655                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2656                 if (!p->numa_faults)
2657                         return;
2658
2659                 p->total_numa_faults = 0;
2660                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2661         }
2662
2663         /*
2664          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2665          * to be private if the accessing pid has not changed
2666          */
2667         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2668                 priv = 1;
2669         } else {
2670                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2671                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2672                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2673         }
2674
2675         /*
2676          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2677          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2678          * actively using should be counted as local. This allows the
2679          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2680          */
2681         ng = deref_curr_numa_group(p);
2682         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2683                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2684                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2685                 local = 1;
2686
2687         /*
2688          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2689          * previously failed, or the scheduler moved us.
2690          */
2691         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2692                 task_numa_placement(p);
2693                 numa_migrate_preferred(p);
2694         }
2695
2696         if (migrated)
2697                 p->numa_pages_migrated += pages;
2698         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2699                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2700
2701         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2702         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2703         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2704 }
2705
2706 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2707 {
2708         /*
2709          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2710          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2711          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2712          * much of an issue though, since this is just used for
2713          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2714          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2715          */
2716         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2717         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2718 }
2719
2720 /*
2721  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2722  * Triggered from task_tick_numa().
2723  */
2724 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2725 {
2726         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2727         struct task_struct *p = current;
2728         struct mm_struct *mm = p->mm;
2729         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2730         struct vm_area_struct *vma;
2731         unsigned long start, end;
2732         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2733         long pages, virtpages;
2734
2735         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2736
2737         work->next = work;
2738         /*
2739          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2740          *
2741          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2742          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2743          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2744          * work.
2745          */
2746         if (p->flags & PF_EXITING)
2747                 return;
2748
2749         if (!mm->numa_next_scan) {
2750                 mm->numa_next_scan = now +
2751                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2752         }
2753
2754         /*
2755          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2756          */
2757         migrate = mm->numa_next_scan;
2758         if (time_before(now, migrate))
2759                 return;
2760
2761         if (p->numa_scan_period == 0) {
2762                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2763                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2764         }
2765
2766         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2767         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2768                 return;
2769
2770         /*
2771          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2772          * the next time around.
2773          */
2774         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2775
2776         start = mm->numa_scan_offset;
2777         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2778         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2779         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2780         if (!pages)
2781                 return;
2782
2783
2784         if (!mmap_read_trylock(mm))
2785                 return;
2786         vma = find_vma(mm, start);
2787         if (!vma) {
2788                 reset_ptenuma_scan(p);
2789                 start = 0;
2790                 vma = mm->mmap;
2791         }
2792         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2793                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2794                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2795                         continue;
2796                 }
2797
2798                 /*
2799                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2800                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2801                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2802                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2803                  */
2804                 if (!vma->vm_mm ||
2805                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2806                         continue;
2807
2808                 /*
2809                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2810                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2811                  */
2812                 if (!vma_is_accessible(vma))
2813                         continue;
2814
2815                 do {
2816                         start = max(start, vma->vm_start);
2817                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2818                         end = min(end, vma->vm_end);
2819                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2820
2821                         /*
2822                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2823                          * hpages that have at least one present PTE that
2824                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2825                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2826                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2827                          * areas faster.
2828                          */
2829                         if (nr_pte_updates)
2830                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2831                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2832
2833                         start = end;
2834                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2835                                 goto out;
2836
2837                         cond_resched();
2838                 } while (end != vma->vm_end);
2839         }
2840
2841 out:
2842         /*
2843          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2844          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2845          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2846          * scanner to the start so check it now.
2847          */
2848         if (vma)
2849                 mm->numa_scan_offset = start;
2850         else
2851                 reset_ptenuma_scan(p);
2852         mmap_read_unlock(mm);
2853
2854         /*
2855          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2856          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2857          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2858          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2859          */
2860         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2861                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2862                 p->node_stamp += 32 * diff;
2863         }
2864 }
2865
2866 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2867 {
2868         int mm_users = 0;
2869         struct mm_struct *mm = p->mm;
2870
2871         if (mm) {
2872                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2873                 if (mm_users == 1) {
2874                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2875                         mm->numa_scan_seq = 0;
2876                 }
2877         }
2878         p->node_stamp                   = 0;
2879         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2880         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2881         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2882         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2883         p->numa_faults                  = NULL;
2884         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2885         p->last_task_numa_placement     = 0;
2886         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2887
2888         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2889
2890         /* New address space, reset the preferred nid */
2891         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2892                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2893                 return;
2894         }
2895
2896         /*
2897          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2898          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2899          */
2900         if (mm) {
2901                 unsigned int delay;
2902
2903                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2904                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2905                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2906                 p->node_stamp = delay;
2907         }
2908 }
2909
2910 /*
2911  * Drive the periodic memory faults..
2912  */
2913 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2914 {
2915         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2916         u64 period, now;
2917
2918         /*
2919          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2920          */
2921         if ((curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2922                 return;
2923
2924         /*
2925          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2926          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2927          * task needs to have done some actual work before we bother with
2928          * NUMA placement.
2929          */
2930         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2931         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2932
2933         if (now > curr->node_stamp + period) {
2934                 if (!curr->node_stamp)
2935                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2936                 curr->node_stamp += period;
2937
2938                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2939                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
2940         }
2941 }
2942
2943 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2944 {
2945         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2946         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2947
2948         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2949                 return;
2950
2951         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2952                 return;
2953
2954         if (src_nid == dst_nid)
2955                 return;
2956
2957         /*
2958          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2959          * has completed. This is most likely due to a new task that
2960          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2961          */
2962         if (p->numa_scan_seq) {
2963                 /*
2964                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
2965                  * node or if the task was not previously running on
2966                  * the preferred node.
2967                  */
2968                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
2969                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
2970                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
2971                         return;
2972         }
2973
2974         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2975 }
2976
2977 #else
2978 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2979 {
2980 }
2981
2982 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2983 {
2984 }
2985
2986 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
2987 {
2988 }
2989
2990 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2991 {
2992 }
2993
2994 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
2995
2996 static void
2997 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
2998 {
2999         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3000 #ifdef CONFIG_SMP
3001         if (entity_is_task(se)) {
3002                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3003
3004                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
3005                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
3006         }
3007 #endif
3008         cfs_rq->nr_running++;
3009 }
3010
3011 static void
3012 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3013 {
3014         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3015 #ifdef CONFIG_SMP
3016         if (entity_is_task(se)) {
3017                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3018                 list_del_init(&se->group_node);
3019         }
3020 #endif
3021         cfs_rq->nr_running--;
3022 }
3023
3024 /*
3025  * Signed add and clamp on underflow.
3026  *
3027  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3028  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3029  * values.
3030  */
3031 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3032         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3033         typeof(_val) val = (_val);                              \
3034         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3035                                                                 \
3036         res = var + val;                                        \
3037                                                                 \
3038         if (val < 0 && res > var)                               \
3039                 res = 0;                                        \
3040                                                                 \
3041         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3042 } while (0)
3043
3044 /*
3045  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3046  *
3047  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3048  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3049  * values.
3050  */
3051 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3052         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3053         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3054         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3055         res = var - val;                                        \
3056         if (res > var)                                          \
3057                 res = 0;                                        \
3058         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3059 } while (0)
3060
3061 /*
3062  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3063  *
3064  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3065  * and is thus optimized for local variable updates.
3066  */
3067 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3068         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3069         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3070 } while (0)
3071
3072 #ifdef CONFIG_SMP
3073 static inline void
3074 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3075 {
3076         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3077         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3078 }
3079
3080 static inline void
3081 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3082 {
3083         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3084         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3085 }
3086 #else
3087 static inline void
3088 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3089 static inline void
3090 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3091 #endif
3092
3093 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3094                             unsigned long weight)
3095 {
3096         if (se->on_rq) {
3097                 /* commit outstanding execution time */
3098                 if (cfs_rq->curr == se)
3099                         update_curr(cfs_rq);
3100                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3101         }
3102         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3103
3104         update_load_set(&se->load, weight);
3105
3106 #ifdef CONFIG_SMP
3107         do {
3108                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3109
3110                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3111         } while (0);
3112 #endif
3113
3114         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3115         if (se->on_rq)
3116                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3117
3118 }
3119
3120 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3121 {
3122         struct sched_entity *se = &p->se;
3123         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3124         struct load_weight *load = &se->load;
3125         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3126
3127         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3128         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3129 }
3130
3131 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3132 #ifdef CONFIG_SMP
3133 /*
3134  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3135  * global sum we all love to hate.
3136  *
3137  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3138  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3139  *
3140  *                     tg->weight * grq->load.weight
3141  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3142  *                        \Sum grq->load.weight
3143  *
3144  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3145  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3146  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3147  *
3148  * So instead of the above, we substitute:
3149  *
3150  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3151  *
3152  * which yields the following:
3153  *
3154  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3155  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3156  *                              tg->load_avg
3157  *
3158  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3159  *
3160  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3161  *
3162  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3163  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3164  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3165  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3166  * yielding bad latency etc..
3167  *
3168  * Now, in that special case (1) reduces to:
3169  *
3170  *                     tg->weight * grq->load.weight
3171  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3172  *                          grp->load.weight
3173  *
3174  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3175  *
3176  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3177  * UP case, like:
3178  *
3179  *   ge->load.weight =
3180  *
3181  *              tg->weight * grq->load.weight
3182  *     ---------------------------------------------------         (5)
3183  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3184  *
3185  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3186  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3187  *
3188  *
3189  *                     tg->weight * grq->load.weight
3190  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3191  *                              tg_load_avg'
3192  *
3193  * Where:
3194  *
3195  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3196  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3197  *
3198  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3199  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3200  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3201  *
3202  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3203  *
3204  * hence icky!
3205  */
3206 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3207 {
3208         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3209         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3210
3211         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3212
3213         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3214
3215         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3216
3217         /* Ensure tg_weight >= load */
3218         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3219         tg_weight += load;
3220
3221         shares = (tg_shares * load);
3222         if (tg_weight)
3223                 shares /= tg_weight;
3224
3225         /*
3226          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3227          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3228          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3229          * the group on a CPU.
3230          *
3231          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3232          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3233          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3234          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3235          * instead of 0.
3236          */
3237         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3238 }
3239 #endif /* CONFIG_SMP */
3240
3241 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3242
3243 /*
3244  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3245  * runqueue.
3246  */
3247 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3248 {
3249         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3250         long shares;
3251
3252         if (!gcfs_rq)
3253                 return;
3254
3255         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3256                 return;
3257
3258 #ifndef CONFIG_SMP
3259         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3260
3261         if (likely(se->load.weight == shares))
3262                 return;
3263 #else
3264         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3265 #endif
3266
3267         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3268 }
3269
3270 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3271 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3272 {
3273 }
3274 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3275
3276 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3277 {
3278         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3279
3280         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3281                 /*
3282                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3283                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3284                  * a real problem.
3285                  *
3286                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3287                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3288                  * number include things like RT tasks.
3289                  *
3290                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3291                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3292                  *
3293                  * See cpu_util().
3294                  */
3295                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3296         }
3297 }
3298
3299 #ifdef CONFIG_SMP
3300 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3301
3302 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
3303 {
3304         if (cfs_rq->load.weight)
3305                 return false;
3306
3307         if (cfs_rq->avg.load_sum)
3308                 return false;
3309
3310         if (cfs_rq->avg.util_sum)
3311                 return false;
3312
3313         if (cfs_rq->avg.runnable_sum)
3314                 return false;
3315
3316         return true;
3317 }
3318
3319 /**
3320  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3321  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3322  *
3323  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3324  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3325  * considerations.
3326  *
3327  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3328  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3329  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3330  *
3331  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3332  */
3333 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3334 {
3335         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3336
3337         /*
3338          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3339          */
3340         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3341                 return;
3342
3343         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3344                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3345                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3346         }
3347 }
3348
3349 /*
3350  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3351  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3352  * including the state of rq->lock, should be made.
3353  */
3354 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3355                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3356 {
3357         u64 p_last_update_time;
3358         u64 n_last_update_time;
3359
3360         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3361                 return;
3362
3363         /*
3364          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3365          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3366          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3367          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3368          * the wakee more load sounds not bad.
3369          */
3370         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3371                 return;
3372
3373 #ifndef CONFIG_64BIT
3374         {
3375                 u64 p_last_update_time_copy;
3376                 u64 n_last_update_time_copy;
3377
3378                 do {
3379                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3380                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3381
3382                         smp_rmb();
3383
3384                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3385                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3386
3387                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3388                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3389         }
3390 #else
3391         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3392         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3393 #endif
3394         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3395         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3396 }
3397
3398
3399 /*
3400  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3401  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3402  * that for each group:
3403  *
3404  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3405  *
3406  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3407  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3408  *
3409  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3410  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3411  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3412  *
3413  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3414  *
3415  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3416  *
3417  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3418  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3419  *
3420  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3421  *
3422  * And per (1) we have:
3423  *
3424  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3425  *
3426  * Which gives:
3427  *
3428  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3429  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3430  *                               grq->load.weight
3431  *
3432  * Except that is wrong!
3433  *
3434  * Because while for entities historical weight is not important and we
3435  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3436  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3437  *
3438  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3439  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3440  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3441  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3442  *
3443  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3444  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3445  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3446  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3447  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3448  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3449  *
3450  * So we'll have to approximate.. :/
3451  *
3452  * Given the constraint:
3453  *
3454  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3455  *
3456  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3457  * overlap.
3458  *
3459  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3460  *
3461  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3462  *
3463  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3464  *
3465  */
3466
3467 static inline void
3468 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3469 {
3470         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3471         u32 divider;
3472
3473         /* Nothing to update */
3474         if (!delta)
3475                 return;
3476
3477         /*
3478          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3479          * See ___update_load_avg() for details.
3480          */
3481         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3482
3483         /* Set new sched_entity's utilization */
3484         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3485         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3486
3487         /* Update parent cfs_rq utilization */
3488         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3489         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3490 }
3491
3492 static inline void
3493 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3494 {
3495         long delta = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3496         u32 divider;
3497
3498         /* Nothing to update */
3499         if (!delta)
3500                 return;
3501
3502         /*
3503          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3504          * See ___update_load_avg() for details.
3505          */
3506         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3507
3508         /* Set new sched_entity's runnable */
3509         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3510         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3511
3512         /* Update parent cfs_rq runnable */
3513         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta);
3514         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3515 }
3516
3517 static inline void
3518 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3519 {
3520         long delta, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3521         unsigned long load_avg;
3522         u64 load_sum = 0;
3523         u32 divider;
3524
3525         if (!runnable_sum)
3526                 return;
3527
3528         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3529
3530         /*
3531          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3532          * See ___update_load_avg() for details.
3533          */
3534         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3535
3536         if (runnable_sum >= 0) {
3537                 /*
3538                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3539                  * the CPU is saturated running == runnable.
3540                  */
3541                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3542                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3543         } else {
3544                 /*
3545                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3546                  * assuming all tasks are equally runnable.
3547                  */
3548                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3549                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3550                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3551                 }
3552
3553                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3554                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3555         }
3556
3557         /*
3558          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3559          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3560          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3561          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3562          */
3563         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3564         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3565
3566         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3567         load_avg = div_s64(load_sum, divider);
3568
3569         delta = load_avg - se->avg.load_avg;
3570
3571         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3572         se->avg.load_avg = load_avg;
3573
3574         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta);
3575         cfs_rq->avg.load_sum = cfs_rq->avg.load_avg * divider;
3576 }
3577
3578 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3579 {
3580         cfs_rq->propagate = 1;
3581         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3582 }
3583
3584 /* Update task and its cfs_rq load average */
3585 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3586 {
3587         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3588
3589         if (entity_is_task(se))
3590                 return 0;
3591
3592         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3593         if (!gcfs_rq->propagate)
3594                 return 0;
3595
3596         gcfs_rq->propagate = 0;
3597
3598         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3599
3600         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3601
3602         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3603         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3604         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3605
3606         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3607         trace_pelt_se_tp(se);
3608
3609         return 1;
3610 }
3611
3612 /*
3613  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3614  * group_entity:
3615  */
3616 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3617 {
3618         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3619
3620         /*
3621          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3622          * decay it:
3623          */
3624         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3625                 return false;
3626
3627         /*
3628          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3629          * the utilization of the sched_entity:
3630          */
3631         if (gcfs_rq->propagate)
3632                 return false;
3633
3634         /*
3635          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3636          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3637          * waste of time to try to decay it:
3638          */
3639         return true;
3640 }
3641
3642 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3643
3644 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3645
3646 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3647 {
3648         return 0;
3649 }
3650
3651 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3652
3653 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3654
3655 /**
3656  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3657  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3658  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3659  *
3660  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3661  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3662  * post_init_entity_util_avg().
3663  *
3664  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3665  *
3666  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3667  *
3668  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3669  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3670  */
3671 static inline int
3672 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3673 {
3674         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3675         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3676         int decayed = 0;
3677
3678         if (cfs_rq->removed.nr) {
3679                 unsigned long r;
3680                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3681
3682                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3683                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3684                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3685                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3686                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3687                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3688
3689                 r = removed_load;
3690                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3691                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3692
3693                 r = removed_util;
3694                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3695                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3696
3697                 r = removed_runnable;
3698                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3699                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
3700
3701                 /*
3702                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3703                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3704                  */
3705                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3706                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3707
3708                 decayed = 1;
3709         }
3710
3711         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3712
3713 #ifndef CONFIG_64BIT
3714         smp_wmb();
3715         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3716 #endif
3717
3718         return decayed;
3719 }
3720
3721 /**
3722  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3723  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3724  * @se: sched_entity to attach
3725  *
3726  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3727  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3728  */
3729 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3730 {
3731         /*
3732          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3733          * See ___update_load_avg() for details.
3734          */
3735         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3736
3737         /*
3738          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3739          * window because without that, really weird and wonderful things can
3740          * happen.
3741          *
3742          * XXX illustrate
3743          */
3744         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3745         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3746
3747         /*
3748          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3749          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3750          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3751          * _sum a little.
3752          */
3753         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3754
3755         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3756
3757         se->avg.load_sum = divider;
3758         if (se_weight(se)) {
3759                 se->avg.load_sum =
3760                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3761         }
3762
3763         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3764         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3765         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3766         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3767         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3768
3769         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3770
3771         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3772
3773         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3774 }
3775
3776 /**
3777  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3778  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3779  * @se: sched_entity to detach
3780  *
3781  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3782  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3783  */
3784 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3785 {
3786         /*
3787          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3788          * See ___update_load_avg() for details.
3789          */
3790         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3791
3792         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3793         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3794         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3795         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3796         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3797
3798         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3799
3800         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3801
3802         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3803 }
3804
3805 /*
3806  * Optional action to be done while updating the load average
3807  */
3808 #define UPDATE_TG       0x1
3809 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3810 #define DO_ATTACH       0x4
3811
3812 /* Update task and its cfs_rq load average */
3813 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3814 {
3815         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3816         int decayed;
3817
3818         /*
3819          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3820          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3821          */
3822         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3823                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3824
3825         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3826         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3827
3828         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3829
3830                 /*
3831                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3832                  * !last_update_time means we've passed through
3833                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3834                  *
3835                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3836                  */
3837                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3838                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
3839
3840         } else if (decayed) {
3841                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3842
3843                 if (flags & UPDATE_TG)
3844                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
3845         }
3846 }
3847
3848 #ifndef CONFIG_64BIT
3849 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3850 {
3851         u64 last_update_time_copy;
3852         u64 last_update_time;
3853
3854         do {
3855                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3856                 smp_rmb();
3857                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3858         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3859
3860         return last_update_time;
3861 }
3862 #else
3863 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3864 {
3865         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3866 }
3867 #endif
3868
3869 /*
3870  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3871  * the previous rq.
3872  */
3873 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3874 {
3875         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3876         u64 last_update_time;
3877
3878         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3879         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3880 }
3881
3882 /*
3883  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3884  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3885  */
3886 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3887 {
3888         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3889         unsigned long flags;
3890
3891         /*
3892          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3893          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3894          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3895          */
3896
3897         sync_entity_load_avg(se);
3898
3899         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3900         ++cfs_rq->removed.nr;
3901         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3902         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3903         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
3904         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3905 }
3906
3907 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3908 {
3909         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
3910 }
3911
3912 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3913 {
3914         return cfs_rq->avg.load_avg;
3915 }
3916
3917 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3918
3919 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3920 {
3921         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3922 }
3923
3924 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3925 {
3926         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3927
3928         return max(ue.ewma, (ue.enqueued & ~UTIL_AVG_UNCHANGED));
3929 }
3930
3931 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3932 {
3933         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3934 }
3935
3936 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
3937 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3938 {
3939         return clamp(task_util_est(p),
3940                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
3941                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
3942 }
3943 #else
3944 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3945 {
3946         return task_util_est(p);
3947 }
3948 #endif
3949
3950 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3951                                     struct task_struct *p)
3952 {
3953         unsigned int enqueued;
3954
3955         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3956                 return;
3957
3958         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3959         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3960         enqueued += _task_util_est(p);
3961         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3962
3963         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3964 }
3965
3966 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3967                                     struct task_struct *p)
3968 {
3969         unsigned int enqueued;
3970
3971         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3972                 return;
3973
3974         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3975         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3976         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
3977         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3978
3979         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3980 }
3981
3982 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
3983
3984 /*
3985  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
3986  * based on the observation that:
3987  *
3988  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
3989  *
3990  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
3991  */
3992 static inline bool within_margin(int value, int margin)
3993 {
3994         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
3995 }
3996
3997 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
3998                                    struct task_struct *p,
3999                                    bool task_sleep)
4000 {
4001         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
4002         struct util_est ue;
4003
4004         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4005                 return;
4006
4007         /*
4008          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4009          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4010          */
4011         if (!task_sleep)
4012                 return;
4013
4014         /*
4015          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4016          * skip the util_est update.
4017          */
4018         ue = p->se.avg.util_est;
4019         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4020                 return;
4021
4022         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4023
4024         /*
4025          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4026          * to smooth utilization decreases.
4027          */
4028         ue.enqueued = task_util(p);
4029         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4030                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4031                         ue.ewma = ue.enqueued;
4032                         goto done;
4033                 }
4034         }
4035
4036         /*
4037          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4038          * already ~1% close to its last activation value.
4039          */
4040         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4041         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4042         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4043                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4044                         goto done;
4045
4046                 return;
4047         }
4048
4049         /*
4050          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4051          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4052          */
4053         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4054                 return;
4055
4056         /*
4057          * Update Task's estimated utilization
4058          *
4059          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4060          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4061          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4062          * Weighted Moving Average (EWMA):
4063          *
4064          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4065          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4066          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4067          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4068          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4069          *
4070          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4071          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4072          */
4073         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4074         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4075         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4076 done:
4077         ue.enqueued |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4078         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4079
4080         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4081 }
4082
4083 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
4084 {
4085         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
4086 }
4087
4088 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4089 {
4090         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
4091                 return;
4092
4093         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
4094                 rq->misfit_task_load = 0;
4095                 return;
4096         }
4097
4098         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
4099                 rq->misfit_task_load = 0;
4100                 return;
4101         }
4102
4103         /*
4104          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4105          * task_h_load() returns 0.
4106          */
4107         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4108 }
4109
4110 #else /* CONFIG_SMP */
4111
4112 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4113 {
4114         return true;
4115 }
4116
4117 #define UPDATE_TG       0x0
4118 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4119 #define DO_ATTACH       0x0
4120
4121 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4122 {
4123         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4124 }
4125
4126 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4127
4128 static inline void
4129 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4130 static inline void
4131 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4132
4133 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4134 {
4135         return 0;
4136 }
4137
4138 static inline void
4139 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4140
4141 static inline void
4142 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4143
4144 static inline void
4145 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4146                 bool task_sleep) {}
4147 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4148
4149 #endif /* CONFIG_SMP */
4150
4151 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4152 {
4153 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4154         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4155
4156         if (d < 0)
4157                 d = -d;
4158
4159         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4160                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4161 #endif
4162 }
4163
4164 static void
4165 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4166 {
4167         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4168
4169         /*
4170          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4171          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4172          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4173          * stays open at the end.
4174          */
4175         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4176                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4177
4178         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4179         if (!initial) {
4180                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
4181
4182                 /*
4183                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4184                  * for a gentler effect of sleepers:
4185                  */
4186                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4187                         thresh >>= 1;
4188
4189                 vruntime -= thresh;
4190         }
4191
4192         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4193         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4194 }
4195
4196 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4197
4198 static inline void check_schedstat_required(void)
4199 {
4200 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4201         if (schedstat_enabled())
4202                 return;
4203
4204         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
4205         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
4206                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
4207                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
4208                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
4209                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
4210                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
4211                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
4212                              "kernel parameter schedstats=enable or "
4213                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
4214         }
4215 #endif
4216 }
4217
4218 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4219
4220 /*
4221  * MIGRATION
4222  *
4223  *      dequeue
4224  *        update_curr()
4225  *          update_min_vruntime()
4226  *        vruntime -= min_vruntime
4227  *
4228  *      enqueue
4229  *        update_curr()
4230  *          update_min_vruntime()
4231  *        vruntime += min_vruntime
4232  *
4233  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4234  * min_vruntime are up-to-date.
4235  *
4236  * WAKEUP (remote)
4237  *
4238  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4239  *        vruntime -= min_vruntime
4240  *
4241  *      enqueue
4242  *        update_curr()
4243  *          update_min_vruntime()
4244  *        vruntime += min_vruntime
4245  *
4246  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4247  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4248  */
4249
4250 static void
4251 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4252 {
4253         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4254         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4255
4256         /*
4257          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4258          * update_curr().
4259          */
4260         if (renorm && curr)
4261                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4262
4263         update_curr(cfs_rq);
4264
4265         /*
4266          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4267          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4268          * placed in the past could significantly boost this task to the
4269          * fairness detriment of existing tasks.
4270          */
4271         if (renorm && !curr)
4272                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4273
4274         /*
4275          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4276          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4277          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4278          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4279          *     its group cfs_rq
4280          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4281          */
4282         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4283         se_update_runnable(se);
4284         update_cfs_group(se);
4285         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4286
4287         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4288                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4289
4290         check_schedstat_required();
4291         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4292         check_spread(cfs_rq, se);
4293         if (!curr)
4294                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4295         se->on_rq = 1;
4296
4297         /*
4298          * When bandwidth control is enabled, cfs might have been removed
4299          * because of a parent been throttled but cfs->nr_running > 1. Try to
4300          * add it unconditionally.
4301          */
4302         if (cfs_rq->nr_running == 1 || cfs_bandwidth_used())
4303                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4304
4305         if (cfs_rq->nr_running == 1)
4306                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4307 }
4308
4309 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4310 {
4311         for_each_sched_entity(se) {
4312                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4313                 if (cfs_rq->last != se)
4314                         break;
4315
4316                 cfs_rq->last = NULL;
4317         }
4318 }
4319
4320 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4321 {
4322         for_each_sched_entity(se) {
4323                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4324                 if (cfs_rq->next != se)
4325                         break;
4326
4327                 cfs_rq->next = NULL;
4328         }
4329 }
4330
4331 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4332 {
4333         for_each_sched_entity(se) {
4334                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4335                 if (cfs_rq->skip != se)
4336                         break;
4337
4338                 cfs_rq->skip = NULL;
4339         }
4340 }
4341
4342 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4343 {
4344         if (cfs_rq->last == se)
4345                 __clear_buddies_last(se);
4346
4347         if (cfs_rq->next == se)
4348                 __clear_buddies_next(se);
4349
4350         if (cfs_rq->skip == se)
4351                 __clear_buddies_skip(se);
4352 }
4353
4354 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4355
4356 static void
4357 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4358 {
4359         /*
4360          * Update run-time statistics of the 'current'.
4361          */
4362         update_curr(cfs_rq);
4363
4364         /*
4365          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4366          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4367          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4368          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4369          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4370          *     of its group cfs_rq.
4371          */
4372         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4373         se_update_runnable(se);
4374
4375         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4376
4377         clear_buddies(cfs_rq, se);
4378
4379         if (se != cfs_rq->curr)
4380                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4381         se->on_rq = 0;
4382         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4383
4384         /*
4385          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4386          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4387          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4388          * can move min_vruntime forward still more.
4389          */
4390         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4391                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4392
4393         /* return excess runtime on last dequeue */
4394         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4395
4396         update_cfs_group(se);
4397
4398         /*
4399          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4400          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4401          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4402          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4403          */
4404         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4405                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4406 }
4407
4408 /*
4409  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4410  */
4411 static void
4412 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4413 {
4414         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4415         struct sched_entity *se;
4416         s64 delta;
4417
4418         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4419         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4420         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4421                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4422                 /*
4423                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4424                  * re-elected due to buddy favours.
4425                  */
4426                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4427                 return;
4428         }
4429
4430         /*
4431          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4432          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4433          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4434          */
4435         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4436                 return;
4437
4438         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4439         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4440
4441         if (delta < 0)
4442                 return;
4443
4444         if (delta > ideal_runtime)
4445                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4446 }
4447
4448 static void
4449 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4450 {
4451         /* 'current' is not kept within the tree. */
4452         if (se->on_rq) {
4453                 /*
4454                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4455                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4456                  * runqueue.
4457                  */
4458                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4459                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4460                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4461         }
4462
4463         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4464         cfs_rq->curr = se;
4465
4466         /*
4467          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4468          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4469          * when there are only lesser-weight tasks around):
4470          */
4471         if (schedstat_enabled() &&
4472             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4473                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4474                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4475                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4476         }
4477
4478         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4479 }
4480
4481 static int
4482 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4483
4484 /*
4485  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4486  * 1) keep things fair between processes/task groups
4487  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4488  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4489  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4490  */
4491 static struct sched_entity *
4492 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4493 {
4494         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4495         struct sched_entity *se;
4496
4497         /*
4498          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4499          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4500          */
4501         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4502                 left = curr;
4503
4504         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4505
4506         /*
4507          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4508          * be done without getting too unfair.
4509          */
4510         if (cfs_rq->skip == se) {
4511                 struct sched_entity *second;
4512
4513                 if (se == curr) {
4514                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4515                 } else {
4516                         second = __pick_next_entity(se);
4517                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4518                                 second = curr;
4519                 }
4520
4521                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4522                         se = second;
4523         }
4524
4525         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4526                 /*
4527                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4528                  */
4529                 se = cfs_rq->next;
4530         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4531                 /*
4532                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4533                  */
4534                 se = cfs_rq->last;
4535         }
4536
4537         clear_buddies(cfs_rq, se);
4538
4539         return se;
4540 }
4541
4542 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4543
4544 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4545 {
4546         /*
4547          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4548          * was not called and update_curr() has to be done:
4549          */
4550         if (prev->on_rq)
4551                 update_curr(cfs_rq);
4552
4553         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4554         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4555
4556         check_spread(cfs_rq, prev);
4557
4558         if (prev->on_rq) {
4559                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4560                 /* Put 'current' back into the tree. */
4561                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4562                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4563                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4564         }
4565         cfs_rq->curr = NULL;
4566 }
4567
4568 static void
4569 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4570 {
4571         /*
4572          * Update run-time statistics of the 'current'.
4573          */
4574         update_curr(cfs_rq);
4575
4576         /*
4577          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4578          */
4579         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4580         update_cfs_group(curr);
4581
4582 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4583         /*
4584          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4585          * validating it and just reschedule.
4586          */
4587         if (queued) {
4588                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4589                 return;
4590         }
4591         /*
4592          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4593          */
4594         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4595                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4596                 return;
4597 #endif
4598
4599         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4600                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4601 }
4602
4603
4604 /**************************************************
4605  * CFS bandwidth control machinery
4606  */
4607
4608 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4609
4610 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4611 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4612
4613 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4614 {
4615         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4616 }
4617
4618 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4619 {
4620         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4621 }
4622
4623 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4624 {
4625         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4626 }
4627 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4628 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4629 {
4630         return true;
4631 }
4632
4633 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4634 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4635 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4636
4637 /*
4638  * default period for cfs group bandwidth.
4639  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4640  */
4641 static inline u64 default_cfs_period(void)
4642 {
4643         return 100000000ULL;
4644 }
4645
4646 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4647 {
4648         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4649 }
4650
4651 /*
4652  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4653  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4654  * around rq->lock.
4655  *
4656  * requires cfs_b->lock
4657  */
4658 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4659 {
4660         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF)
4661                 cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4662 }
4663
4664 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4665 {
4666         return &tg->cfs_bandwidth;
4667 }
4668
4669 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4670 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4671                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4672 {
4673         u64 min_amount, amount = 0;
4674
4675         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4676
4677         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4678         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4679
4680         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4681                 amount = min_amount;
4682         else {
4683                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4684
4685                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4686                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4687                         cfs_b->runtime -= amount;
4688                         cfs_b->idle = 0;
4689                 }
4690         }
4691
4692         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4693
4694         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4695 }
4696
4697 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4698 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4699 {
4700         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4701         int ret;
4702
4703         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4704         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4705         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4706
4707         return ret;
4708 }
4709
4710 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4711 {
4712         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4713         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4714
4715         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4716                 return;
4717
4718         if (cfs_rq->throttled)
4719                 return;
4720         /*
4721          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4722          * hierarchy can be throttled
4723          */
4724         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4725                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4726 }
4727
4728 static __always_inline
4729 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4730 {
4731         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4732                 return;
4733
4734         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4735 }
4736
4737 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4738 {
4739         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4740 }
4741
4742 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4743 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4744 {
4745         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4746 }
4747
4748 /*
4749  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4750  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4751  * load-balance operations.
4752  */
4753 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4754                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4755 {
4756         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4757
4758         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4759         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4760
4761         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4762                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4763 }
4764
4765 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4766 {
4767         struct rq *rq = data;
4768         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4769
4770         cfs_rq->throttle_count--;
4771         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4772                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4773                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4774
4775                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
4776                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq) || cfs_rq->nr_running)
4777                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4778         }
4779
4780         return 0;
4781 }
4782
4783 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4784 {
4785         struct rq *rq = data;
4786         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4787
4788         /* group is entering throttled state, stop time */
4789         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4790                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4791                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4792         }
4793         cfs_rq->throttle_count++;
4794
4795         return 0;
4796 }
4797
4798 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4799 {
4800         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4801         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4802         struct sched_entity *se;
4803         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4804
4805         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4806         /* This will start the period timer if necessary */
4807         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4808                 /*
4809                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4810                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4811                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4812                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4813                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4814                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4815                  */
4816                 dequeue = 0;
4817         } else {
4818                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
4819                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4820         }
4821         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4822
4823         if (!dequeue)
4824                 return false;  /* Throttle no longer required. */
4825
4826         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4827
4828         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4829         rcu_read_lock();
4830         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4831         rcu_read_unlock();
4832
4833         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4834         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4835         for_each_sched_entity(se) {
4836                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4837                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4838                 if (!se->on_rq)
4839                         goto done;
4840
4841                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4842
4843                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4844                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4845
4846                 if (qcfs_rq->load.weight) {
4847                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4848                         se = parent_entity(se);
4849                         break;
4850                 }
4851         }
4852
4853         for_each_sched_entity(se) {
4854                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4855                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4856                 if (!se->on_rq)
4857                         goto done;
4858
4859                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
4860                 se_update_runnable(se);
4861
4862                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4863                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4864         }
4865
4866         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4867         sub_nr_running(rq, task_delta);
4868
4869 done:
4870         /*
4871          * Note: distribution will already see us throttled via the
4872          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
4873          */
4874         cfs_rq->throttled = 1;
4875         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4876         return true;
4877 }
4878
4879 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4880 {
4881         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4882         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4883         struct sched_entity *se;
4884         long task_delta, idle_task_delta;
4885
4886         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4887
4888         cfs_rq->throttled = 0;
4889
4890         update_rq_clock(rq);
4891
4892         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4893         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4894         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4895         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4896
4897         /* update hierarchical throttle state */
4898         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4899
4900         if (!cfs_rq->load.weight)
4901                 return;
4902
4903         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4904         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4905         for_each_sched_entity(se) {
4906                 if (se->on_rq)
4907                         break;
4908                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4909                 enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4910
4911                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4912                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4913
4914                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4915                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4916                         goto unthrottle_throttle;
4917         }
4918
4919         for_each_sched_entity(se) {
4920                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4921
4922                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4923                 se_update_runnable(se);
4924
4925                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4926                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4927
4928
4929                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4930                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4931                         goto unthrottle_throttle;
4932
4933                 /*
4934                  * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
4935                  * list. Add it back to not break the leaf list.
4936                  */
4937                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4938                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4939         }
4940
4941         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4942         add_nr_running(rq, task_delta);
4943
4944 unthrottle_throttle:
4945         /*
4946          * The cfs_rq_throttled() breaks in the above iteration can result in
4947          * incomplete leaf list maintenance, resulting in triggering the
4948          * assertion below.
4949          */
4950         for_each_sched_entity(se) {
4951                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4952
4953                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
4954                         break;
4955         }
4956
4957         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4958
4959         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4960         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4961                 resched_curr(rq);
4962 }
4963
4964 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4965 {
4966         struct cfs_rq *cfs_rq;
4967         u64 runtime, remaining = 1;
4968
4969         rcu_read_lock();
4970         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4971                                 throttled_list) {
4972                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4973                 struct rq_flags rf;
4974
4975                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
4976                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4977                         goto next;
4978
4979                 /* By the above check, this should never be true */
4980                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
4981
4982                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4983                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
4984                 if (runtime > cfs_b->runtime)
4985                         runtime = cfs_b->runtime;
4986                 cfs_b->runtime -= runtime;
4987                 remaining = cfs_b->runtime;
4988                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4989
4990                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
4991
4992                 /* we check whether we're throttled above */
4993                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
4994                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
4995
4996 next:
4997                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
4998
4999                 if (!remaining)
5000                         break;
5001         }
5002         rcu_read_unlock();
5003 }
5004
5005 /*
5006  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
5007  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
5008  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
5009  * used to track this state.
5010  */
5011 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
5012 {
5013         int throttled;
5014
5015         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
5016         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5017                 goto out_deactivate;
5018
5019         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5020         cfs_b->nr_periods += overrun;
5021
5022         /*
5023          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
5024          * we're going inactive then everything else can be deferred
5025          */
5026         if (cfs_b->idle && !throttled)
5027                 goto out_deactivate;
5028
5029         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5030
5031         if (!throttled) {
5032                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
5033                 cfs_b->idle = 1;
5034                 return 0;
5035         }
5036
5037         /* account preceding periods in which throttling occurred */
5038         cfs_b->nr_throttled += overrun;
5039
5040         /*
5041          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
5042          */
5043         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
5044                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5045                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
5046                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5047                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5048
5049                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5050         }
5051
5052         /*
5053          * While we are ensured activity in the period following an
5054          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
5055          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
5056          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
5057          */
5058         cfs_b->idle = 0;
5059
5060         return 0;
5061
5062 out_deactivate:
5063         return 1;
5064 }
5065
5066 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
5067 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
5068 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5069 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5070 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5071 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5072
5073 /*
5074  * Are we near the end of the current quota period?
5075  *
5076  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5077  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5078  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5079  */
5080 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5081 {
5082         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5083         u64 remaining;
5084
5085         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5086         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5087                 return 1;
5088
5089         /* is a quota refresh about to occur? */
5090         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5091         if (remaining < min_expire)
5092                 return 1;
5093
5094         return 0;
5095 }
5096
5097 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5098 {
5099         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5100
5101         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5102         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5103                 return;
5104
5105         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5106         if (cfs_b->slack_started)
5107                 return;
5108         cfs_b->slack_started = true;
5109
5110         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5111                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5112                         HRTIMER_MODE_REL);
5113 }
5114
5115 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5116 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5117 {
5118         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5119         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5120
5121         if (slack_runtime <= 0)
5122                 return;
5123
5124         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5125         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5126                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5127
5128                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5129                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5130                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5131                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5132         }
5133         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5134
5135         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5136         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5137 }
5138
5139 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5140 {
5141         if (!cfs_bandwidth_used())
5142                 return;
5143
5144         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5145                 return;
5146
5147         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5148 }
5149
5150 /*
5151  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5152  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5153  */
5154 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5155 {
5156         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5157         unsigned long flags;
5158
5159         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5160         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5161         cfs_b->slack_started = false;
5162
5163         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5164                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5165                 return;
5166         }
5167
5168         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5169                 runtime = cfs_b->runtime;
5170
5171         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5172
5173         if (!runtime)
5174                 return;
5175
5176         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5177 }
5178
5179 /*
5180  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5181  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5182  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
5183  */
5184 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5185 {
5186         if (!cfs_bandwidth_used())
5187                 return;
5188
5189         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5190         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5191                 return;
5192
5193         /* ensure the group is not already throttled */
5194         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5195                 return;
5196
5197         /* update runtime allocation */
5198         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5199         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5200                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5201 }
5202
5203 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5204 {
5205         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5206
5207         if (!cfs_bandwidth_used())
5208                 return;
5209
5210         if (!tg->parent)
5211                 return;
5212
5213         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5214         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5215
5216         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5217         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
5218 }
5219
5220 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5221 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5222 {
5223         if (!cfs_bandwidth_used())
5224                 return false;
5225
5226         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5227                 return false;
5228
5229         /*
5230          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5231          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5232          */
5233         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5234                 return true;
5235
5236         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5237 }
5238
5239 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5240 {
5241         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5242                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5243
5244         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5245
5246         return HRTIMER_NORESTART;
5247 }
5248
5249 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5250
5251 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5252 {
5253         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5254                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5255         unsigned long flags;
5256         int overrun;
5257         int idle = 0;
5258         int count = 0;
5259
5260         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5261         for (;;) {
5262                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5263                 if (!overrun)
5264                         break;
5265
5266                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5267
5268                 if (++count > 3) {
5269                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5270
5271                         /*
5272                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5273                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5274                          * to fail.
5275                          */
5276                         new = old * 2;
5277                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5278                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5279                                 cfs_b->quota *= 2;
5280
5281                                 pr_warn_ratelimited(
5282         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5283                                         smp_processor_id(),
5284                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5285                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5286                         } else {
5287                                 pr_warn_ratelimited(
5288         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5289                                         smp_processor_id(),
5290                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5291                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5292                         }
5293
5294                         /* reset count so we don't come right back in here */
5295                         count = 0;
5296                 }
5297         }
5298         if (idle)
5299                 cfs_b->period_active = 0;
5300         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5301
5302         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5303 }
5304
5305 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5306 {
5307         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5308         cfs_b->runtime = 0;
5309         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5310         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5311
5312         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5313         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5314         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5315         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5316         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5317         cfs_b->slack_started = false;
5318 }
5319
5320 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5321 {
5322         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5323         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5324 }
5325
5326 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5327 {
5328         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5329
5330         if (cfs_b->period_active)
5331                 return;
5332
5333         cfs_b->period_active = 1;
5334         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5335         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5336 }
5337
5338 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5339 {
5340         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5341         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5342                 return;
5343
5344         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5345         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5346 }
5347
5348 /*
5349  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5350  *
5351  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5352  * bits doesn't do much.
5353  */
5354
5355 /* cpu online callback */
5356 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5357 {
5358         struct task_group *tg;
5359
5360         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5361
5362         rcu_read_lock();
5363         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5364                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5365                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5366
5367                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5368                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5369                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5370         }
5371         rcu_read_unlock();
5372 }
5373
5374 /* cpu offline callback */
5375 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5376 {
5377         struct task_group *tg;
5378
5379         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5380
5381         rcu_read_lock();
5382         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5383                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5384
5385                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5386                         continue;
5387
5388                 /*
5389                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5390                  * there's some valid quota amount
5391                  */
5392                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5393                 /*
5394                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5395                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5396                  */
5397                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5398
5399                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5400                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5401         }
5402         rcu_read_unlock();
5403 }
5404
5405 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5406
5407 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5408 {
5409         return false;
5410 }
5411
5412 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5413 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5414 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5415 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5416 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5417
5418 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5419 {
5420         return 0;
5421 }
5422
5423 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5424 {
5425         return 0;
5426 }
5427
5428 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5429                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5430 {
5431         return 0;
5432 }
5433
5434 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5435
5436 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5437 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5438 #endif
5439
5440 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5441 {
5442         return NULL;
5443 }
5444 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5445 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5446 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5447
5448 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5449
5450 /**************************************************
5451  * CFS operations on tasks:
5452  */
5453
5454 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5455 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5456 {
5457         struct sched_entity *se = &p->se;
5458         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5459
5460         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5461
5462         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5463                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5464                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5465                 s64 delta = slice - ran;
5466
5467                 if (delta < 0) {
5468                         if (task_current(rq, p))
5469                                 resched_curr(rq);
5470                         return;
5471                 }
5472                 hrtick_start(rq, delta);
5473         }
5474 }
5475
5476 /*
5477  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5478  * current task is from our class and nr_running is low enough
5479  * to matter.
5480  */
5481 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5482 {
5483         struct task_struct *curr = rq->curr;
5484
5485         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5486                 return;
5487
5488         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5489                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5490 }
5491 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5492 static inline void
5493 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5494 {
5495 }
5496
5497 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5498 {
5499 }
5500 #endif
5501
5502 #ifdef CONFIG_SMP
5503 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5504
5505 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5506 {
5507         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5508 }
5509
5510 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5511 {
5512         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5513                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5514                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5515         }
5516 }
5517 #else
5518 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5519 #endif
5520
5521 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5522 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5523 {
5524         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5525                         rq->nr_running);
5526 }
5527
5528 #ifdef CONFIG_SMP
5529 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5530 {
5531         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5532 }
5533 #endif
5534
5535 /*
5536  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5537  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5538  * then put the task into the rbtree:
5539  */
5540 static void
5541 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5542 {
5543         struct cfs_rq *cfs_rq;
5544         struct sched_entity *se = &p->se;
5545         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5546         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5547
5548         /*
5549          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5550          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5551          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5552          * estimated utilization, before we update schedutil.
5553          */
5554         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5555
5556         /*
5557          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5558          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5559          * passed.
5560          */
5561         if (p->in_iowait)
5562                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5563
5564         for_each_sched_entity(se) {
5565                 if (se->on_rq)
5566                         break;
5567                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5568                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5569
5570                 cfs_rq->h_nr_running++;
5571                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5572
5573                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5574                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5575                         goto enqueue_throttle;
5576
5577                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5578         }
5579
5580         for_each_sched_entity(se) {
5581                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5582
5583                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5584                 se_update_runnable(se);
5585                 update_cfs_group(se);
5586
5587                 cfs_rq->h_nr_running++;
5588                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5589
5590                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5591                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5592                         goto enqueue_throttle;
5593
5594                /*
5595                 * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5596                 * list. Add it back to not break the leaf list.
5597                 */
5598                if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5599                        list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5600         }
5601
5602         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5603         add_nr_running(rq, 1);
5604
5605         /*
5606          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5607          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5608          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5609          * result in the load balancer ruining all the task placement
5610          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5611          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5612          * overutilized flag detection.
5613          *
5614          * A better way of solving this problem would be to wait for
5615          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5616          * into account, but that is not straightforward to implement,
5617          * and the following generally works well enough in practice.
5618          */
5619         if (!task_new)
5620                 update_overutilized_status(rq);
5621
5622 enqueue_throttle:
5623         if (cfs_bandwidth_used()) {
5624                 /*
5625                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5626                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5627                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5628                  * below.
5629                  */
5630                 for_each_sched_entity(se) {
5631                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5632
5633                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5634                                 break;
5635                 }
5636         }
5637
5638         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5639
5640         hrtick_update(rq);
5641 }
5642
5643 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5644
5645 /*
5646  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5647  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5648  * update the fair scheduling stats:
5649  */
5650 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5651 {
5652         struct cfs_rq *cfs_rq;
5653         struct sched_entity *se = &p->se;
5654         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5655         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5656         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5657
5658         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
5659
5660         for_each_sched_entity(se) {
5661                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5662                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5663
5664                 cfs_rq->h_nr_running--;
5665                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5666
5667                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5668                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5669                         goto dequeue_throttle;
5670
5671                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5672                 if (cfs_rq->load.weight) {
5673                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5674                         se = parent_entity(se);
5675                         /*
5676                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5677                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5678                          */
5679                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5680                                 set_next_buddy(se);
5681                         break;
5682                 }
5683                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5684         }
5685
5686         for_each_sched_entity(se) {
5687                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5688
5689                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5690                 se_update_runnable(se);
5691                 update_cfs_group(se);
5692
5693                 cfs_rq->h_nr_running--;
5694                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5695
5696                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5697                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5698                         goto dequeue_throttle;
5699
5700         }
5701
5702         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5703         sub_nr_running(rq, 1);
5704
5705         /* balance early to pull high priority tasks */
5706         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5707                 rq->next_balance = jiffies;
5708
5709 dequeue_throttle:
5710         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
5711         hrtick_update(rq);
5712 }
5713
5714 #ifdef CONFIG_SMP
5715
5716 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5717 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5718 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5719
5720 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5721
5722 static struct {
5723         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5724         atomic_t nr_cpus;
5725         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5726         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5727         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5728 } nohz ____cacheline_aligned;
5729
5730 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5731
5732 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5733 {
5734         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5735 }
5736
5737 /*
5738  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5739  * @cpu: the CPU which load is requested
5740  * @p: the task which load should be discounted
5741  *
5742  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5743  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5744  * CPU.
5745  *
5746  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5747  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5748  * load.
5749  */
5750 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5751 {
5752         struct cfs_rq *cfs_rq;
5753         unsigned int load;
5754
5755         /* Task has no contribution or is new */
5756         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5757                 return cpu_load(rq);
5758
5759         cfs_rq = &rq->cfs;
5760         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5761
5762         /* Discount task's util from CPU's util */
5763         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5764
5765         return load;
5766 }
5767
5768 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5769 {
5770         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5771 }
5772
5773 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5774 {
5775         struct cfs_rq *cfs_rq;
5776         unsigned int runnable;
5777
5778         /* Task has no contribution or is new */
5779         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5780                 return cpu_runnable(rq);
5781
5782         cfs_rq = &rq->cfs;
5783         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5784
5785         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5786         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5787
5788         return runnable;
5789 }
5790
5791 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5792 {
5793         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5794 }
5795
5796 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5797 {
5798         /*
5799          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5800          * jiffy will not have built up many flips.
5801          */
5802         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5803                 current->wakee_flips >>= 1;
5804                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5805         }
5806
5807         if (current->last_wakee != p) {
5808                 current->last_wakee = p;
5809                 current->wakee_flips++;
5810         }
5811 }
5812
5813 /*
5814  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5815  *
5816  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5817  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5818  *
5819  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5820  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5821  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5822  *
5823  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5824  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5825  *
5826  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5827  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5828  * socket size.
5829  */
5830 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5831 {
5832         unsigned int master = current->wakee_flips;
5833         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5834         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
5835
5836         if (master < slave)
5837                 swap(master, slave);
5838         if (slave < factor || master < slave * factor)
5839                 return 0;
5840         return 1;
5841 }
5842
5843 /*
5844  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5845  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5846  * CPU.
5847  *
5848  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5849  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5850  *
5851  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5852  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5853  *                        for the overloaded case.
5854  */
5855 static int
5856 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5857 {
5858         /*
5859          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5860          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5861          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5862          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5863          *
5864          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5865          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5866          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5867          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5868          * on one CPU.
5869          */
5870         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5871                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5872
5873         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5874                 return this_cpu;
5875
5876         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
5877                 return prev_cpu;
5878
5879         return nr_cpumask_bits;
5880 }
5881
5882 static int
5883 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5884                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5885 {
5886         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5887         unsigned long task_load;
5888
5889         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
5890
5891         if (sync) {
5892                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5893
5894                 if (current_load > this_eff_load)
5895                         return this_cpu;
5896
5897                 this_eff_load -= current_load;
5898         }
5899
5900         task_load = task_h_load(p);
5901
5902         this_eff_load += task_load;
5903         if (sched_feat(WA_BIAS))
5904                 this_eff_load *= 100;
5905         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5906
5907         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
5908         prev_eff_load -= task_load;
5909         if (sched_feat(WA_BIAS))
5910                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5911         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5912
5913         /*
5914          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5915          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5916          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5917          * idle.
5918          */
5919         if (sync)
5920                 prev_eff_load += 1;
5921
5922         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5923 }
5924
5925 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5926                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5927 {
5928         int target = nr_cpumask_bits;
5929
5930         if (sched_feat(WA_IDLE))
5931                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5932
5933         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5934                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5935
5936         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5937         if (target == nr_cpumask_bits)
5938                 return prev_cpu;
5939
5940         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5941         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5942         return target;
5943 }
5944
5945 static struct sched_group *
5946 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
5947
5948 /*
5949  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5950  */
5951 static int
5952 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5953 {
5954         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5955         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5956         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5957         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5958         int shallowest_idle_cpu = -1;
5959         int i;
5960
5961         /* Check if we have any choice: */
5962         if (group->group_weight == 1)
5963                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5964
5965         /* Traverse only the allowed CPUs */
5966         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5967                 if (sched_idle_cpu(i))
5968                         return i;
5969
5970                 if (available_idle_cpu(i)) {
5971                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
5972                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
5973                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
5974                                 /*
5975                                  * We give priority to a CPU whose idle state
5976                                  * has the smallest exit latency irrespective
5977                                  * of any idle timestamp.
5978                                  */
5979                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
5980                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5981                                 shallowest_idle_cpu = i;
5982                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
5983                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
5984                                 /*
5985                                  * If equal or no active idle state, then
5986                                  * the most recently idled CPU might have
5987                                  * a warmer cache.
5988                                  */
5989                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
5990                                 shallowest_idle_cpu = i;
5991                         }
5992                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
5993                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
5994                         if (load < min_load) {
5995                                 min_load = load;
5996                                 least_loaded_cpu = i;
5997                         }
5998                 }
5999         }
6000
6001         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
6002 }
6003
6004 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6005                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
6006 {
6007         int new_cpu = cpu;
6008
6009         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
6010                 return prev_cpu;
6011
6012         /*
6013          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
6014          * prev_cpu's last_update_time.
6015          */
6016         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
6017                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6018
6019         while (sd) {
6020                 struct sched_group *group;
6021                 struct sched_domain *tmp;
6022                 int weight;
6023
6024                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6025                         sd = sd->child;
6026                         continue;
6027                 }
6028
6029                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
6030                 if (!group) {
6031                         sd = sd->child;
6032                         continue;
6033                 }
6034
6035                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
6036                 if (new_cpu == cpu) {
6037                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
6038                         sd = sd->child;
6039                         continue;
6040                 }
6041
6042                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
6043                 cpu = new_cpu;
6044                 weight = sd->span_weight;
6045                 sd = NULL;
6046                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6047                         if (weight <= tmp->span_weight)
6048                                 break;
6049                         if (tmp->flags & sd_flag)
6050                                 sd = tmp;
6051                 }
6052         }
6053
6054         return new_cpu;
6055 }
6056
6057 static inline int __select_idle_cpu(int cpu)
6058 {
6059         if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6060                 return cpu;
6061
6062         return -1;
6063 }
6064
6065 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6066 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
6067 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
6068
6069 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6070 {
6071         struct sched_domain_shared *sds;
6072
6073         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6074         if (sds)
6075                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
6076 }
6077
6078 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6079 {
6080         struct sched_domain_shared *sds;
6081
6082         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6083         if (sds)
6084                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6085
6086         return def;
6087 }
6088
6089 /*
6090  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6091  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6092  *
6093  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6094  * state should be fairly cheap.
6095  */
6096 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6097 {
6098         int core = cpu_of(rq);
6099         int cpu;
6100
6101         rcu_read_lock();
6102         if (test_idle_cores(core, true))
6103                 goto unlock;
6104
6105         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6106                 if (cpu == core)
6107                         continue;
6108
6109                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6110                         goto unlock;
6111         }
6112
6113         set_idle_cores(core, 1);
6114 unlock:
6115         rcu_read_unlock();
6116 }
6117
6118 /*
6119  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6120  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6121  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6122  */
6123 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6124 {
6125         bool idle = true;
6126         int cpu;
6127
6128         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6129                 return __select_idle_cpu(core);
6130
6131         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6132                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6133                         idle = false;
6134                         if (*idle_cpu == -1) {
6135                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
6136                                         *idle_cpu = cpu;
6137                                         break;
6138                                 }
6139                                 continue;
6140                         }
6141                         break;
6142                 }
6143                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6144                         *idle_cpu = cpu;
6145         }
6146
6147         if (idle)
6148                 return core;
6149
6150         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6151         return -1;
6152 }
6153
6154 /*
6155  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6156  */
6157 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6158 {
6159         int cpu;
6160
6161         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6162                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
6163                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6164                         continue;
6165                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6166                         return cpu;
6167         }
6168
6169         return -1;
6170 }
6171
6172 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6173
6174 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6175 {
6176 }
6177
6178 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6179 {
6180         return def;
6181 }
6182
6183 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6184 {
6185         return __select_idle_cpu(core);
6186 }
6187
6188 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6189 {
6190         return -1;
6191 }
6192
6193 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6194
6195 /*
6196  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6197  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6198  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6199  */
6200 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
6201 {
6202         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6203         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
6204         int this = smp_processor_id();
6205         struct sched_domain *this_sd;
6206         u64 time;
6207
6208         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6209         if (!this_sd)
6210                 return -1;
6211
6212         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6213
6214         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6215                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
6216
6217                 /*
6218                  * Due to large variance we need a large fuzz factor;
6219                  * hackbench in particularly is sensitive here.
6220                  */
6221                 avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6222                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6223
6224                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6225                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6226                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6227                 else
6228                         nr = 4;
6229
6230                 time = cpu_clock(this);
6231         }
6232
6233         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6234                 if (has_idle_core) {
6235                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
6236                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6237                                 return i;
6238
6239                 } else {
6240                         if (!--nr)
6241                                 return -1;
6242                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu);
6243                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
6244                                 break;
6245                 }
6246         }
6247
6248         if (has_idle_core)
6249                 set_idle_cores(target, false);
6250
6251         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6252                 time = cpu_clock(this) - time;
6253                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6254         }
6255
6256         return idle_cpu;
6257 }
6258
6259 /*
6260  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6261  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6262  * maximize capacity.
6263  */
6264 static int
6265 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6266 {
6267         unsigned long task_util, best_cap = 0;
6268         int cpu, best_cpu = -1;
6269         struct cpumask *cpus;
6270
6271         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6272         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6273
6274         task_util = uclamp_task_util(p);
6275
6276         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6277                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6278
6279                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6280                         continue;
6281                 if (fits_capacity(task_util, cpu_cap))
6282                         return cpu;
6283
6284                 if (cpu_cap > best_cap) {
6285                         best_cap = cpu_cap;
6286                         best_cpu = cpu;
6287                 }
6288         }
6289
6290         return best_cpu;
6291 }
6292
6293 static inline bool asym_fits_capacity(int task_util, int cpu)
6294 {
6295         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6296                 return fits_capacity(task_util, capacity_of(cpu));
6297
6298         return true;
6299 }
6300
6301 /*
6302  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6303  */
6304 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6305 {
6306         bool has_idle_core = false;
6307         struct sched_domain *sd;
6308         unsigned long task_util;
6309         int i, recent_used_cpu;
6310
6311         /*
6312          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6313          * that the task fits with cpu's capacity.
6314          */
6315         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6316                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6317                 task_util = uclamp_task_util(p);
6318         }
6319
6320         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6321             asym_fits_capacity(task_util, target))
6322                 return target;
6323
6324         /*
6325          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6326          */
6327         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6328             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6329             asym_fits_capacity(task_util, prev))
6330                 return prev;
6331
6332         /*
6333          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6334          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6335          * The assumption is that the wakee queued work for the
6336          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6337          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6338          * pattern is IO completions.
6339          */
6340         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6341             prev == smp_processor_id() &&
6342             this_rq()->nr_running <= 1) {
6343                 return prev;
6344         }
6345
6346         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6347         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6348         if (recent_used_cpu != prev &&
6349             recent_used_cpu != target &&
6350             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6351             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6352             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6353             asym_fits_capacity(task_util, recent_used_cpu)) {
6354                 /*
6355                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6356                  * candidate for the next wake:
6357                  */
6358                 p->recent_used_cpu = prev;
6359                 return recent_used_cpu;
6360         }
6361
6362         /*
6363          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6364          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6365          */
6366         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6367                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6368                 /*
6369                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6370                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6371                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6372                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6373                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6374                  * capacity path.
6375                  */
6376                 if (sd) {
6377                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6378                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6379                 }
6380         }
6381
6382         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6383         if (!sd)
6384                 return target;
6385
6386         if (sched_smt_active()) {
6387                 has_idle_core = test_idle_cores(target, false);
6388
6389                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
6390                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
6391                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6392                                 return i;
6393                 }
6394         }
6395
6396         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
6397         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6398                 return i;
6399
6400         return target;
6401 }
6402
6403 /**
6404  * cpu_util - Estimates the amount of capacity of a CPU used by CFS tasks.
6405  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6406  *
6407  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6408  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6409  * (ie cpu_capacity).
6410  *
6411  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6412  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6413  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6414  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6415  * (arch_scale_freq_capacity()).
6416  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6417  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6418  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6419  *
6420  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6421  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6422  * currently RUNNABLE on that CPU.
6423  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6424  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6425  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6426  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6427  *
6428  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6429  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6430  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6431  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6432  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6433  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6434  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6435  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6436  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6437  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6438  *
6439  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6440  */
6441 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6442 {
6443         struct cfs_rq *cfs_rq;
6444         unsigned int util;
6445
6446         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6447         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6448
6449         if (sched_feat(UTIL_EST))
6450                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6451
6452         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6453 }
6454
6455 /*
6456  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6457  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6458  * @p: the task which utilization should be discounted
6459  *
6460  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6461  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6462  * execution on that CPU.
6463  *
6464  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6465  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6466  * contributing to the CPU utilization.
6467  */
6468 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6469 {
6470         struct cfs_rq *cfs_rq;
6471         unsigned int util;
6472
6473         /* Task has no contribution or is new */
6474         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6475                 return cpu_util(cpu);
6476
6477         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6478         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6479
6480         /* Discount task's util from CPU's util */
6481         lsub_positive(&util, task_util(p));
6482
6483         /*
6484          * Covered cases:
6485          *
6486          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6487          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6488          *    and thus we return:
6489          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6490          *
6491          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6492          *    IDLE, then:
6493          *      cpu_util >= task_util
6494          *      cpu_util > util_est (== 0)
6495          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6496          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6497          *
6498          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6499          *      util_est > cpu_util
6500          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6501          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6502          *    considering the expected utilization of tasks already
6503          *    runnable on that CPU.
6504          *
6505          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6506          * covered by the following code when estimated utilization is
6507          * enabled.
6508          */
6509         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6510                 unsigned int estimated =
6511                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6512
6513                 /*
6514                  * Despite the following checks we still have a small window
6515                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6516                  * races with LB's detach_task():
6517                  *
6518                  *   detach_task()
6519                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6520                  *     ---------------------------------- A
6521                  *     deactivate_task()                   \
6522                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6523                  *         util_est_dequeue()              /
6524                  *     ---------------------------------- B
6525                  *
6526                  * The additional check on "current == p" it's required to
6527                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6528                  * reducing the chances for the above race.
6529                  */
6530                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6531                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6532
6533                 util = max(util, estimated);
6534         }
6535
6536         /*
6537          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6538          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6539          * the cpu_util call.
6540          */
6541         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6542 }
6543
6544 /*
6545  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6546  * to @dst_cpu.
6547  */
6548 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6549 {
6550         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6551         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6552
6553         /*
6554          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6555          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6556          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6557          * util_avg should already be correct.
6558          */
6559         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6560                 lsub_positive(&util, task_util(p));
6561         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6562                 util += task_util(p);
6563
6564         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6565                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6566
6567                 /*
6568                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6569                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6570                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6571                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6572                  */
6573                 if (dst_cpu == cpu)
6574                         util_est += _task_util_est(p);
6575
6576                 util = max(util, util_est);
6577         }
6578
6579         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6580 }
6581
6582 /*
6583  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6584  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6585  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6586  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6587  * task.
6588  */
6589 static long
6590 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6591 {
6592         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6593         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6594         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6595         int cpu;
6596
6597         /*
6598          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6599          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6600          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6601          * instead of the rd span.
6602          *
6603          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6604          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6605          */
6606         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6607                 unsigned long util_freq = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6608                 unsigned long cpu_util, util_running = util_freq;
6609                 struct task_struct *tsk = NULL;
6610
6611                 /*
6612                  * When @p is placed on @cpu:
6613                  *
6614                  * util_running = max(cpu_util, cpu_util_est) +
6615                  *                max(task_util, _task_util_est)
6616                  *
6617                  * while cpu_util_next is: max(cpu_util + task_util,
6618                  *                             cpu_util_est + _task_util_est)
6619                  */
6620                 if (cpu == dst_cpu) {
6621                         tsk = p;
6622                         util_running =
6623                                 cpu_util_next(cpu, p, -1) + task_util_est(p);
6624                 }
6625
6626                 /*
6627                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6628                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6629                  * is already enough to scale the EM reported power
6630                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6631                  */
6632                 sum_util += effective_cpu_util(cpu, util_running, cpu_cap,
6633                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6634
6635                 /*
6636                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6637                  * must be considered since it affects the selection
6638                  * of the performance domain frequency.
6639                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6640                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6641                  */
6642                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_freq, cpu_cap,
6643                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6644                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6645         }
6646
6647         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6648 }
6649
6650 /*
6651  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6652  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6653  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6654  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6655  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6656  *
6657  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6658  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6659  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6660  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6661  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6662  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6663  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6664  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6665  * the best candidates of the performance domain.
6666  *
6667  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6668  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6669  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6670  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6671  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6672  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6673  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6674  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6675  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6676  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6677  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6678  *
6679  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6680  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6681  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6682  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6683  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6684  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6685  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6686  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6687  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6688  */
6689 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6690 {
6691         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6692         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6693         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6694         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6695         struct sched_domain *sd;
6696         struct perf_domain *pd;
6697
6698         rcu_read_lock();
6699         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6700         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6701                 goto fail;
6702
6703         /*
6704          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6705          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6706          */
6707         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6708         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6709                 sd = sd->parent;
6710         if (!sd)
6711                 goto fail;
6712
6713         sync_entity_load_avg(&p->se);
6714         if (!task_util_est(p))
6715                 goto unlock;
6716
6717         for (; pd; pd = pd->next) {
6718                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6719                 unsigned long base_energy_pd;
6720                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6721
6722                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6723                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6724                 base_energy += base_energy_pd;
6725
6726                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6727                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6728                                 continue;
6729
6730                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6731                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6732                         spare_cap = cpu_cap;
6733                         lsub_positive(&spare_cap, util);
6734
6735                         /*
6736                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6737                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6738                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6739                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6740                          * aligned with sched_cpu_util().
6741                          */
6742                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6743                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6744                                 continue;
6745
6746                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6747                         if (cpu == prev_cpu) {
6748                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6749                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6750                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6751                         }
6752
6753                         /*
6754                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6755                          * the performance domain
6756                          */
6757                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6758                                 max_spare_cap = spare_cap;
6759                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6760                         }
6761                 }
6762
6763                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6764                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap_cpu != prev_cpu) {
6765                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6766                         cur_delta -= base_energy_pd;
6767                         if (cur_delta < best_delta) {
6768                                 best_delta = cur_delta;
6769                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6770                         }
6771                 }
6772         }
6773 unlock:
6774         rcu_read_unlock();
6775
6776         /*
6777          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6778          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6779          */
6780         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6781                 return best_energy_cpu;
6782
6783         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6784                 return best_energy_cpu;
6785
6786         return prev_cpu;
6787
6788 fail:
6789         rcu_read_unlock();
6790
6791         return -1;
6792 }
6793
6794 /*
6795  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6796  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6797  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6798  *
6799  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6800  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6801  *
6802  * Returns the target CPU number.
6803  *
6804  * preempt must be disabled.
6805  */
6806 static int
6807 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
6808 {
6809         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6810         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6811         int cpu = smp_processor_id();
6812         int new_cpu = prev_cpu;
6813         int want_affine = 0;
6814         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
6815         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
6816
6817         if (wake_flags & WF_TTWU) {
6818                 record_wakee(p);
6819
6820                 if (sched_energy_enabled()) {
6821                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6822                         if (new_cpu >= 0)
6823                                 return new_cpu;
6824                         new_cpu = prev_cpu;
6825                 }
6826
6827                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6828         }
6829
6830         rcu_read_lock();
6831         for_each_domain(cpu, tmp) {
6832                 /*
6833                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6834                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6835                  */
6836                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6837                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6838                         if (cpu != prev_cpu)
6839                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6840
6841                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6842                         break;
6843                 }
6844
6845                 if (tmp->flags & sd_flag)
6846                         sd = tmp;
6847                 else if (!want_affine)
6848                         break;
6849         }
6850
6851         if (unlikely(sd)) {
6852                 /* Slow path */
6853                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6854         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
6855                 /* Fast path */
6856                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6857
6858                 if (want_affine)
6859                         current->recent_used_cpu = cpu;
6860         }
6861         rcu_read_unlock();
6862
6863         return new_cpu;
6864 }
6865
6866 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6867
6868 /*
6869  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6870  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6871  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6872  */
6873 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6874 {
6875         /*
6876          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6877          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6878          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6879          * the task on the new runqueue.
6880          */
6881         if (p->state == TASK_WAKING) {
6882                 struct sched_entity *se = &p->se;
6883                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6884                 u64 min_vruntime;
6885
6886 #ifndef CONFIG_64BIT
6887                 u64 min_vruntime_copy;
6888
6889                 do {
6890                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6891                         smp_rmb();
6892                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6893                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6894 #else
6895                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6896 #endif
6897
6898                 se->vruntime -= min_vruntime;
6899         }
6900
6901         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6902                 /*
6903                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6904                  * rq->lock and can modify state directly.
6905                  */
6906                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6907                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6908
6909         } else {
6910                 /*
6911                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6912                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6913                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6914                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6915                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6916                  * sounds not bad.
6917                  */
6918                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6919         }
6920
6921         /* Tell new CPU we are migrated */
6922         p->se.avg.last_update_time = 0;
6923
6924         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6925         p->se.exec_start = 0;
6926
6927         update_scan_period(p, new_cpu);
6928 }
6929
6930 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6931 {
6932         remove_entity_load_avg(&p->se);
6933 }
6934
6935 static int
6936 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6937 {
6938         if (rq->nr_running)
6939                 return 1;
6940
6941         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
6942 }
6943 #endif /* CONFIG_SMP */
6944
6945 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6946 {
6947         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6948
6949         /*
6950          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6951          * to virtual-time in his units.
6952          *
6953          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6954          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6955          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6956          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6957          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6958          *
6959          * This is especially important for buddies when the leftmost
6960          * task is higher priority than the buddy.
6961          */
6962         return calc_delta_fair(gran, se);
6963 }
6964
6965 /*
6966  * Should 'se' preempt 'curr'.
6967  *
6968  *             |s1
6969  *        |s2
6970  *   |s3
6971  *         g
6972  *      |<--->|c
6973  *
6974  *  w(c, s1) = -1
6975  *  w(c, s2) =  0
6976  *  w(c, s3) =  1
6977  *
6978  */
6979 static int
6980 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
6981 {
6982         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
6983
6984         if (vdiff <= 0)
6985                 return -1;
6986
6987         gran = wakeup_gran(se);
6988         if (vdiff > gran)
6989                 return 1;
6990
6991         return 0;
6992 }
6993
6994 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
6995 {
6996         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
6997                 return;
6998
6999         for_each_sched_entity(se) {
7000                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7001                         return;
7002                 cfs_rq_of(se)->last = se;
7003         }
7004 }
7005
7006 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
7007 {
7008         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
7009                 return;
7010
7011         for_each_sched_entity(se) {
7012                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7013                         return;
7014                 cfs_rq_of(se)->next = se;
7015         }
7016 }
7017
7018 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
7019 {
7020         for_each_sched_entity(se)
7021                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
7022 }
7023
7024 /*
7025  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
7026  */
7027 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
7028 {
7029         struct task_struct *curr = rq->curr;
7030         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
7031         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7032         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
7033         int next_buddy_marked = 0;
7034
7035         if (unlikely(se == pse))
7036                 return;
7037
7038         /*
7039          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
7040          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
7041          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
7042          * next-buddy nomination below.
7043          */
7044         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
7045                 return;
7046
7047         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
7048                 set_next_buddy(pse);
7049                 next_buddy_marked = 1;
7050         }
7051
7052         /*
7053          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
7054          * wake up path.
7055          *
7056          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
7057          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
7058          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
7059          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
7060          * below.
7061          */
7062         if (test_tsk_need_resched(curr))
7063                 return;
7064
7065         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
7066         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
7067             likely(!task_has_idle_policy(p)))
7068                 goto preempt;
7069
7070         /*
7071          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
7072          * is driven by the tick):
7073          */
7074         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
7075                 return;
7076
7077         find_matching_se(&se, &pse);
7078         update_curr(cfs_rq_of(se));
7079         BUG_ON(!pse);
7080         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
7081                 /*
7082                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
7083                  * triggering this preemption.
7084                  */
7085                 if (!next_buddy_marked)
7086                         set_next_buddy(pse);
7087                 goto preempt;
7088         }
7089
7090         return;
7091
7092 preempt:
7093         resched_curr(rq);
7094         /*
7095          * Only set the backward buddy when the current task is still
7096          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
7097          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
7098          * point, either of which can * drop the rq lock.
7099          *
7100          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
7101          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
7102          */
7103         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
7104                 return;
7105
7106         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
7107                 set_last_buddy(se);
7108 }
7109
7110 struct task_struct *
7111 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7112 {
7113         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7114         struct sched_entity *se;
7115         struct task_struct *p;
7116         int new_tasks;
7117
7118 again:
7119         if (!sched_fair_runnable(rq))
7120                 goto idle;
7121
7122 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7123         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7124                 goto simple;
7125
7126         /*
7127          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7128          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7129          *
7130          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7131          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7132          */
7133
7134         do {
7135                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7136
7137                 /*
7138                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7139                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7140                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7141                  * forget we've ever seen it.
7142                  */
7143                 if (curr) {
7144                         if (curr->on_rq)
7145                                 update_curr(cfs_rq);
7146                         else
7147                                 curr = NULL;
7148
7149                         /*
7150                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7151                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7152                          * Therefore the nr_running test will indeed
7153                          * be correct.
7154                          */
7155                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7156                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7157
7158                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7159                                         goto idle;
7160
7161                                 goto simple;
7162                         }
7163                 }
7164
7165                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7166                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7167         } while (cfs_rq);
7168
7169         p = task_of(se);
7170
7171         /*
7172          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7173          * is a different task than we started out with, try and touch the
7174          * least amount of cfs_rqs.
7175          */
7176         if (prev != p) {
7177                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7178
7179                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7180                         int se_depth = se->depth;
7181                         int pse_depth = pse->depth;
7182
7183                         if (se_depth <= pse_depth) {
7184                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7185                                 pse = parent_entity(pse);
7186                         }
7187                         if (se_depth >= pse_depth) {
7188                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7189                                 se = parent_entity(se);
7190                         }
7191                 }
7192
7193                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7194                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7195         }
7196
7197         goto done;
7198 simple:
7199 #endif
7200         if (prev)
7201                 put_prev_task(rq, prev);
7202
7203         do {
7204                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7205                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7206                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7207         } while (cfs_rq);
7208
7209         p = task_of(se);
7210
7211 done: __maybe_unused;
7212 #ifdef CONFIG_SMP
7213         /*
7214          * Move the next running task to the front of
7215          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7216          * one.
7217          */
7218         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7219 #endif
7220
7221         if (hrtick_enabled_fair(rq))
7222                 hrtick_start_fair(rq, p);
7223
7224         update_misfit_status(p, rq);
7225
7226         return p;
7227
7228 idle:
7229         if (!rf)
7230                 return NULL;
7231
7232         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7233
7234         /*
7235          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7236          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7237          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7238          */
7239         if (new_tasks < 0)
7240                 return RETRY_TASK;
7241
7242         if (new_tasks > 0)
7243                 goto again;
7244
7245         /*
7246          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7247          * lost_idle_time of clock_pelt
7248          */
7249         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7250
7251         return NULL;
7252 }
7253
7254 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7255 {
7256         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7257 }
7258
7259 /*
7260  * Account for a descheduled task:
7261  */
7262 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7263 {
7264         struct sched_entity *se = &prev->se;
7265         struct cfs_rq *cfs_rq;
7266
7267         for_each_sched_entity(se) {
7268                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7269                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7270         }
7271 }
7272
7273 /*
7274  * sched_yield() is very simple
7275  *
7276  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7277  */
7278 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7279 {
7280         struct task_struct *curr = rq->curr;
7281         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7282         struct sched_entity *se = &curr->se;
7283
7284         /*
7285          * Are we the only task in the tree?
7286          */
7287         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7288                 return;
7289
7290         clear_buddies(cfs_rq, se);
7291
7292         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7293                 update_rq_clock(rq);
7294                 /*
7295                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7296                  */
7297                 update_curr(cfs_rq);
7298                 /*
7299                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7300                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7301                  * and double the fastpath cost.
7302                  */
7303                 rq_clock_skip_update(rq);
7304         }
7305
7306         set_skip_buddy(se);
7307 }
7308
7309 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7310 {
7311         struct sched_entity *se = &p->se;
7312
7313         /* throttled hierarchies are not runnable */
7314         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7315                 return false;
7316
7317         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7318         set_next_buddy(se);
7319
7320         yield_task_fair(rq);
7321
7322         return true;
7323 }
7324
7325 #ifdef CONFIG_SMP
7326 /**************************************************
7327  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7328  *
7329  * BASICS
7330  *
7331  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7332  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7333  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7334  *
7335  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7336  *
7337  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7338  * W_i,0 is defined as:
7339  *
7340  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7341  *
7342  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7343  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7344  *
7345  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7346  * weight:
7347  *
7348  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7349  *
7350  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7351  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7352  * can also include other factors [XXX].
7353  *
7354  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7355  * directly from (1):
7356  *
7357  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7358  *
7359  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7360  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7361  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7362  *
7363  * [XXX expand on:
7364  *     - infeasible weights;
7365  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7366  *
7367  *
7368  * SCHED DOMAINS
7369  *
7370  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7371  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7372  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7373  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7374  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7375  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7376  * the groups.
7377  *
7378  * This yields:
7379  *
7380  *     log_2 n     1     n
7381  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7382  *     i = 0      2^i   2^i
7383  *                               `- size of each group
7384  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7385  *         |         `- freq
7386  *         `- sum over all levels
7387  *
7388  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7389  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7390  *
7391  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7392  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7393  *
7394  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7395  *
7396  *             log_2 n
7397  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7398  *             k = 0
7399  *
7400  * And you'll find that:
7401  *
7402  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7403  *
7404  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7405  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7406  * of:
7407  *
7408  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7409  *
7410  *
7411  * WORK CONSERVING
7412  *
7413  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7414  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7415  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7416  *
7417  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7418  * time.
7419  *
7420  * [XXX more?]
7421  *
7422  *
7423  * CGROUPS
7424  *
7425  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7426  *
7427  *                                s_k,i
7428  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7429  *                                 S_k
7430  *
7431  * Where
7432  *
7433  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7434  *
7435  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7436  *
7437  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7438  * property.
7439  *
7440  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7441  *      rewrite all of this once again.]
7442  */
7443
7444 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7445
7446 enum fbq_type { regular, remote, all };
7447
7448 /*
7449  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7450  *
7451  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7452  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7453  * group. See update_sd_pick_busiest().
7454  */
7455 enum group_type {
7456         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7457         group_has_spare = 0,
7458         /*
7459          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7460          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7461          */
7462         group_fully_busy,
7463         /*
7464          * SD_ASYM_CPUCAPACITY only: One task doesn't fit with CPU's capacity
7465          * and must be migrated to a more powerful CPU.
7466          */
7467         group_misfit_task,
7468         /*
7469          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7470          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7471          * current CPU.
7472          */
7473         group_asym_packing,
7474         /*
7475          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7476          * from balancing the load across the system.
7477          */
7478         group_imbalanced,
7479         /*
7480          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7481          * tasks.
7482          */
7483         group_overloaded
7484 };
7485
7486 enum migration_type {
7487         migrate_load = 0,
7488         migrate_util,
7489         migrate_task,
7490         migrate_misfit
7491 };
7492
7493 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7494 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7495 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7496 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7497 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
7498
7499 struct lb_env {
7500         struct sched_domain     *sd;
7501
7502         struct rq               *src_rq;
7503         int                     src_cpu;
7504
7505         int                     dst_cpu;
7506         struct rq               *dst_rq;
7507
7508         struct cpumask          *dst_grpmask;
7509         int                     new_dst_cpu;
7510         enum cpu_idle_type      idle;
7511         long                    imbalance;
7512         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7513         struct cpumask          *cpus;
7514
7515         unsigned int            flags;
7516
7517         unsigned int            loop;
7518         unsigned int            loop_break;
7519         unsigned int            loop_max;
7520
7521         enum fbq_type           fbq_type;
7522         enum migration_type     migration_type;
7523         struct list_head        tasks;
7524 };
7525
7526 /*
7527  * Is this task likely cache-hot:
7528  */
7529 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7530 {
7531         s64 delta;
7532
7533         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7534
7535         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7536                 return 0;
7537
7538         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7539                 return 0;
7540
7541         /* SMT siblings share cache */
7542         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7543                 return 0;
7544
7545         /*
7546          * Buddy candidates are cache hot:
7547          */
7548         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7549                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7550                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7551                 return 1;
7552
7553         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7554                 return 1;
7555         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7556                 return 0;
7557
7558         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7559
7560         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7561 }
7562
7563 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7564 /*
7565  * Returns 1, if task migration degrades locality
7566  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7567  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7568  */
7569 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7570 {
7571         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7572         unsigned long src_weight, dst_weight;
7573         int src_nid, dst_nid, dist;
7574
7575         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7576                 return -1;
7577
7578         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7579                 return -1;
7580
7581         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7582         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7583
7584         if (src_nid == dst_nid)
7585                 return -1;
7586
7587         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7588         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7589                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7590                         return 1;
7591                 else
7592                         return -1;
7593         }
7594
7595         /* Encourage migration to the preferred node. */
7596         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7597                 return 0;
7598
7599         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7600         if (env->idle == CPU_IDLE)
7601                 return -1;
7602
7603         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7604         if (numa_group) {
7605                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7606                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7607         } else {
7608                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7609                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7610         }
7611
7612         return dst_weight < src_weight;
7613 }
7614
7615 #else
7616 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7617                                              struct lb_env *env)
7618 {
7619         return -1;
7620 }
7621 #endif
7622
7623 /*
7624  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7625  */
7626 static
7627 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7628 {
7629         int tsk_cache_hot;
7630
7631         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7632
7633         /*
7634          * We do not migrate tasks that are:
7635          * 1) throttled_lb_pair, or
7636          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7637          * 3) running (obviously), or
7638          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7639          */
7640         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7641                 return 0;
7642
7643         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7644         if (kthread_is_per_cpu(p))
7645                 return 0;
7646
7647         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7648                 int cpu;
7649
7650                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7651
7652                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7653
7654                 /*
7655                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7656                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7657                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7658                  *
7659                  * Avoid computing new_dst_cpu
7660                  * - for NEWLY_IDLE
7661                  * - if we have already computed one in current iteration
7662                  * - if it's an active balance
7663                  */
7664                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
7665                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
7666                         return 0;
7667
7668                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7669                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7670                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7671                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7672                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7673                                 break;
7674                         }
7675                 }
7676
7677                 return 0;
7678         }
7679
7680         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
7681         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7682
7683         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7684                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7685                 return 0;
7686         }
7687
7688         /*
7689          * Aggressive migration if:
7690          * 1) active balance
7691          * 2) destination numa is preferred
7692          * 3) task is cache cold, or
7693          * 4) too many balance attempts have failed.
7694          */
7695         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
7696                 return 1;
7697
7698         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7699         if (tsk_cache_hot == -1)
7700                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7701
7702         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7703             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7704                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7705                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7706                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7707                 }
7708                 return 1;
7709         }
7710
7711         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7712         return 0;
7713 }
7714
7715 /*
7716  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7717  */
7718 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7719 {
7720         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7721
7722         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7723         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7724 }
7725
7726 /*
7727  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7728  * part of active balancing operations within "domain".
7729  *
7730  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7731  */
7732 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7733 {
7734         struct task_struct *p;
7735
7736         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7737
7738         list_for_each_entry_reverse(p,
7739                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7740                 if (!can_migrate_task(p, env))
7741                         continue;
7742
7743                 detach_task(p, env);
7744
7745                 /*
7746                  * Right now, this is only the second place where
7747                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7748                  * so we can safely collect stats here rather than
7749                  * inside detach_tasks().
7750                  */
7751                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7752                 return p;
7753         }
7754         return NULL;
7755 }
7756
7757 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7758
7759 /*
7760  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7761  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7762  *
7763  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7764  */
7765 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7766 {
7767         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7768         unsigned long util, load;
7769         struct task_struct *p;
7770         int detached = 0;
7771
7772         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7773
7774         /*
7775          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
7776          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
7777          */
7778         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
7779                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7780                 return 0;
7781         }
7782
7783         if (env->imbalance <= 0)
7784                 return 0;
7785
7786         while (!list_empty(tasks)) {
7787                 /*
7788                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7789                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7790                  */
7791                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7792                         break;
7793
7794                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7795
7796                 env->loop++;
7797                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7798                 if (env->loop > env->loop_max)
7799                         break;
7800
7801                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7802                 if (env->loop > env->loop_break) {
7803                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7804                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7805                         break;
7806                 }
7807
7808                 if (!can_migrate_task(p, env))
7809                         goto next;
7810
7811                 switch (env->migration_type) {
7812                 case migrate_load:
7813                         /*
7814                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
7815                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
7816                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
7817                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
7818                          * detaching up to loop_max tasks.
7819                          */
7820                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
7821
7822                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7823                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7824                                 goto next;
7825
7826                         /*
7827                          * Make sure that we don't migrate too much load.
7828                          * Nevertheless, let relax the constraint if
7829                          * scheduler fails to find a good waiting task to
7830                          * migrate.
7831                          */
7832                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
7833                                 goto next;
7834
7835                         env->imbalance -= load;
7836                         break;
7837
7838                 case migrate_util:
7839                         util = task_util_est(p);
7840
7841                         if (util > env->imbalance)
7842                                 goto next;
7843
7844                         env->imbalance -= util;
7845                         break;
7846
7847                 case migrate_task:
7848                         env->imbalance--;
7849                         break;
7850
7851                 case migrate_misfit:
7852                         /* This is not a misfit task */
7853                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7854                                 goto next;
7855
7856                         env->imbalance = 0;
7857                         break;
7858                 }
7859
7860                 detach_task(p, env);
7861                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7862
7863                 detached++;
7864
7865 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7866                 /*
7867                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7868                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7869                  * the critical section.
7870                  */
7871                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7872                         break;
7873 #endif
7874
7875                 /*
7876                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7877                  * load/util/tasks.
7878                  */
7879                 if (env->imbalance <= 0)
7880                         break;
7881
7882                 continue;
7883 next:
7884                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7885         }
7886
7887         /*
7888          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7889          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7890          * than inside detach_one_task().
7891          */
7892         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7893
7894         return detached;
7895 }
7896
7897 /*
7898  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7899  */
7900 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7901 {
7902         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7903
7904         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7905         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7906         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7907 }
7908
7909 /*
7910  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7911  * its new rq.
7912  */
7913 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7914 {
7915         struct rq_flags rf;
7916
7917         rq_lock(rq, &rf);
7918         update_rq_clock(rq);
7919         attach_task(rq, p);
7920         rq_unlock(rq, &rf);
7921 }
7922
7923 /*
7924  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7925  * new rq.
7926  */
7927 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7928 {
7929         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7930         struct task_struct *p;
7931         struct rq_flags rf;
7932
7933         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7934         update_rq_clock(env->dst_rq);
7935
7936         while (!list_empty(tasks)) {
7937                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7938                 list_del_init(&p->se.group_node);
7939
7940                 attach_task(env->dst_rq, p);
7941         }
7942
7943         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7944 }
7945
7946 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7947 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7948 {
7949         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7950                 return true;
7951
7952         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7953                 return true;
7954
7955         return false;
7956 }
7957
7958 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7959 {
7960         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7961                 return true;
7962
7963         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7964                 return true;
7965
7966         if (thermal_load_avg(rq))
7967                 return true;
7968
7969 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7970         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7971                 return true;
7972 #endif
7973
7974         return false;
7975 }
7976
7977 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
7978 {
7979         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
7980 }
7981
7982 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
7983 {
7984         if (!has_blocked)
7985                 rq->has_blocked_load = 0;
7986 }
7987 #else
7988 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
7989 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
7990 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
7991 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
7992 #endif
7993
7994 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
7995 {
7996         const struct sched_class *curr_class;
7997         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
7998         unsigned long thermal_pressure;
7999         bool decayed;
8000
8001         /*
8002          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
8003          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
8004          */
8005         curr_class = rq->curr->sched_class;
8006
8007         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
8008
8009         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
8010                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
8011                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
8012                   update_irq_load_avg(rq, 0);
8013
8014         if (others_have_blocked(rq))
8015                 *done = false;
8016
8017         return decayed;
8018 }
8019
8020 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8021
8022 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8023 {
8024         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
8025         bool decayed = false;
8026         int cpu = cpu_of(rq);
8027
8028         /*
8029          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
8030          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
8031          */
8032         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
8033                 struct sched_entity *se;
8034
8035                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
8036                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
8037
8038                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
8039                                 decayed = true;
8040                 }
8041
8042                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
8043                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
8044                 if (se && !skip_blocked_update(se))
8045                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
8046
8047                 /*
8048                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
8049                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
8050                  */
8051                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
8052                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
8053
8054                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
8055                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8056                         *done = false;
8057         }
8058
8059         return decayed;
8060 }
8061
8062 /*
8063  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
8064  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
8065  * group is a fraction of its parents load.
8066  */
8067 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
8068 {
8069         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
8070         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
8071         unsigned long now = jiffies;
8072         unsigned long load;
8073
8074         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8075                 return;
8076
8077         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
8078         for_each_sched_entity(se) {
8079                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8080                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
8081                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8082                         break;
8083         }
8084
8085         if (!se) {
8086                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
8087                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8088         }
8089
8090         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
8091                 load = cfs_rq->h_load;
8092                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
8093                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8094                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8095                 cfs_rq->h_load = load;
8096                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8097         }
8098 }
8099
8100 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8101 {
8102         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
8103
8104         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
8105         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
8106                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8107 }
8108 #else
8109 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8110 {
8111         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8112         bool decayed;
8113
8114         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
8115         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8116                 *done = false;
8117
8118         return decayed;
8119 }
8120
8121 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8122 {
8123         return p->se.avg.load_avg;
8124 }
8125 #endif
8126
8127 static void update_blocked_averages(int cpu)
8128 {
8129         bool decayed = false, done = true;
8130         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8131         struct rq_flags rf;
8132
8133         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8134         update_blocked_load_tick(rq);
8135         update_rq_clock(rq);
8136
8137         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8138         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8139
8140         update_blocked_load_status(rq, !done);
8141         if (decayed)
8142                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8143         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8144 }
8145
8146 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8147
8148 /*
8149  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8150  */
8151 struct sg_lb_stats {
8152         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8153         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8154         unsigned long group_capacity;
8155         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8156         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8157         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8158         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8159         unsigned int idle_cpus;
8160         unsigned int group_weight;
8161         enum group_type group_type;
8162         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8163         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8164 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8165         unsigned int nr_numa_running;
8166         unsigned int nr_preferred_running;
8167 #endif
8168 };
8169
8170 /*
8171  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8172  *               during load balancing.
8173  */
8174 struct sd_lb_stats {
8175         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8176         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8177         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8178         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8179         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8180         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8181
8182         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8183         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8184 };
8185
8186 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8187 {
8188         /*
8189          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8190          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8191          * We must however set busiest_stat::group_type and
8192          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8193          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8194          */
8195         *sds = (struct sd_lb_stats){
8196                 .busiest = NULL,
8197                 .local = NULL,
8198                 .total_load = 0UL,
8199                 .total_capacity = 0UL,
8200                 .busiest_stat = {
8201                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8202                         .group_type = group_has_spare,
8203                 },
8204         };
8205 }
8206
8207 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8208 {
8209         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8210         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8211         unsigned long used, free;
8212         unsigned long irq;
8213
8214         irq = cpu_util_irq(rq);
8215
8216         if (unlikely(irq >= max))
8217                 return 1;
8218
8219         /*
8220          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8221          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8222          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8223          * average uses the actual delta max capacity(load).
8224          */
8225         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8226         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8227         used += thermal_load_avg(rq);
8228
8229         if (unlikely(used >= max))
8230                 return 1;
8231
8232         free = max - used;
8233
8234         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8235 }
8236
8237 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8238 {
8239         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8240         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8241
8242         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8243
8244         if (!capacity)
8245                 capacity = 1;
8246
8247         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8248         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8249
8250         sdg->sgc->capacity = capacity;
8251         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8252         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8253 }
8254
8255 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8256 {
8257         struct sched_domain *child = sd->child;
8258         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8259         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8260         unsigned long interval;
8261
8262         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8263         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8264         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8265
8266         if (!child) {
8267                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8268                 return;
8269         }
8270
8271         capacity = 0;
8272         min_capacity = ULONG_MAX;
8273         max_capacity = 0;
8274
8275         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8276                 /*
8277                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8278                  * span the current group.
8279                  */
8280
8281                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8282                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8283
8284                         capacity += cpu_cap;
8285                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8286                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8287                 }
8288         } else  {
8289                 /*
8290                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8291                  * span the current group.
8292                  */
8293
8294                 group = child->groups;
8295                 do {
8296                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8297
8298                         capacity += sgc->capacity;
8299                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8300                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8301                         group = group->next;
8302                 } while (group != child->groups);
8303         }
8304
8305         sdg->sgc->capacity = capacity;
8306         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8307         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8308 }
8309
8310 /*
8311  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8312  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8313  * Return true is the capacity is reduced
8314  */
8315 static inline int
8316 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8317 {
8318         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8319                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8320 }
8321
8322 /*
8323  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8324  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8325  * the task's current CPU is heavily pressured.
8326  */
8327 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8328 {
8329         return rq->misfit_task_load &&
8330                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8331                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8332 }
8333
8334 /*
8335  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8336  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8337  *
8338  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8339  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8340  * Something like:
8341  *
8342  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8343  *              *     * * *
8344  *
8345  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8346  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8347  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8348  *
8349  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8350  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8351  * moving tasks due to affinity constraints.
8352  *
8353  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8354  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8355  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8356  * to create an effective group imbalance.
8357  *
8358  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8359  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8360  * subtle and fragile situation.
8361  */
8362
8363 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8364 {
8365         return group->sgc->imbalance;
8366 }
8367
8368 /*
8369  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8370  * be used by some tasks.
8371  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8372  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8373  * available capacity for CFS tasks.
8374  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8375  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8376  * capacity in meaningful for the load balancer.
8377  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8378  * any benefit for the load balance.
8379  */
8380 static inline bool
8381 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8382 {
8383         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8384                 return true;
8385
8386         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8387                         (sgs->group_runnable * 100))
8388                 return false;
8389
8390         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8391                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8392                 return true;
8393
8394         return false;
8395 }
8396
8397 /*
8398  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8399  *  handle.
8400  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8401  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8402  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8403  *  false.
8404  */
8405 static inline bool
8406 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8407 {
8408         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8409                 return false;
8410
8411         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8412                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8413                 return true;
8414
8415         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8416                         (sgs->group_runnable * 100))
8417                 return true;
8418
8419         return false;
8420 }
8421
8422 static inline enum
8423 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
8424                           struct sched_group *group,
8425                           struct sg_lb_stats *sgs)
8426 {
8427         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
8428                 return group_overloaded;
8429
8430         if (sg_imbalanced(group))
8431                 return group_imbalanced;
8432
8433         if (sgs->group_asym_packing)
8434                 return group_asym_packing;
8435
8436         if (sgs->group_misfit_task_load)
8437                 return group_misfit_task;
8438
8439         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
8440                 return group_fully_busy;
8441
8442         return group_has_spare;
8443 }
8444
8445 /**
8446  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8447  * @env: The load balancing environment.
8448  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8449  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8450  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8451  */
8452 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8453                                       struct sched_group *group,
8454                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8455                                       int *sg_status)
8456 {
8457         int i, nr_running, local_group;
8458
8459         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8460
8461         local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8462
8463         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8464                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8465
8466                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
8467                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8468                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
8469                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8470
8471                 nr_running = rq->nr_running;
8472                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8473
8474                 if (nr_running > 1)
8475                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8476
8477                 if (cpu_overutilized(i))
8478                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8479
8480 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8481                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8482                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8483 #endif
8484                 /*
8485                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8486                  */
8487                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8488                         sgs->idle_cpus++;
8489                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8490                         continue;
8491                 }
8492
8493                 if (local_group)
8494                         continue;
8495
8496                 /* Check for a misfit task on the cpu */
8497                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8498                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8499                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8500                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8501                 }
8502         }
8503
8504         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8505         if (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8506             env->idle != CPU_NOT_IDLE &&
8507             sgs->sum_h_nr_running &&
8508             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu)) {
8509                 sgs->group_asym_packing = 1;
8510         }
8511
8512         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8513
8514         sgs->group_weight = group->group_weight;
8515
8516         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8517
8518         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8519         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8520                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8521                                 sgs->group_capacity;
8522 }
8523
8524 /**
8525  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8526  * @env: The load balancing environment.
8527  * @sds: sched_domain statistics
8528  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8529  * @sgs: sched_group statistics
8530  *
8531  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8532  * busiest group.
8533  *
8534  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8535  * busiest group. %false otherwise.
8536  */
8537 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8538                                    struct sd_lb_stats *sds,
8539                                    struct sched_group *sg,
8540                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8541 {
8542         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8543
8544         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8545         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8546                 return false;
8547
8548         /*
8549          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8550          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8551          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8552          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8553          */
8554         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8555             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
8556              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8557                 return false;
8558
8559         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8560                 return true;
8561
8562         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8563                 return false;
8564
8565         /*
8566          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8567          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8568          */
8569
8570         switch (sgs->group_type) {
8571         case group_overloaded:
8572                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8573                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8574                         return false;
8575                 break;
8576
8577         case group_imbalanced:
8578                 /*
8579                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8580                  * choose one more than another.
8581                  */
8582                 return false;
8583
8584         case group_asym_packing:
8585                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8586                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8587                         return false;
8588                 break;
8589
8590         case group_misfit_task:
8591                 /*
8592                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8593                  * misfit.
8594                  */
8595                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8596                         return false;
8597                 break;
8598
8599         case group_fully_busy:
8600                 /*
8601                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8602                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8603                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8604                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8605                  * contention when accessing shared HW resources.
8606                  *
8607                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8608                  * select the 1st one.
8609                  */
8610                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8611                         return false;
8612                 break;
8613
8614         case group_has_spare:
8615                 /*
8616                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8617                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8618                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8619                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8620                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8621                  */
8622                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
8623                         return false;
8624                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
8625                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
8626                         return false;
8627
8628                 break;
8629         }
8630
8631         /*
8632          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8633          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8634          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8635          * considered.
8636          */
8637         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8638             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8639             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
8640                 return false;
8641
8642         return true;
8643 }
8644
8645 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8646 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8647 {
8648         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8649                 return regular;
8650         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8651                 return remote;
8652         return all;
8653 }
8654
8655 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8656 {
8657         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8658                 return regular;
8659         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8660                 return remote;
8661         return all;
8662 }
8663 #else
8664 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8665 {
8666         return all;
8667 }
8668
8669 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8670 {
8671         return regular;
8672 }
8673 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8674
8675
8676 struct sg_lb_stats;
8677
8678 /*
8679  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
8680  */
8681
8682 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
8683 {
8684         /* Task has no contribution or is new */
8685         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
8686                 return 0;
8687
8688         if (task_on_rq_queued(p))
8689                 return 1;
8690
8691         return 0;
8692 }
8693
8694 /**
8695  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
8696  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
8697  * @p: task which should be ignored.
8698  *
8699  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
8700  */
8701 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
8702 {
8703         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8704
8705         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
8706                 return 0;
8707
8708         /*
8709          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
8710          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
8711          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
8712          */
8713
8714 #ifdef CONFIG_SMP
8715         if (rq->ttwu_pending)
8716                 return 0;
8717 #endif
8718
8719         return 1;
8720 }
8721
8722 /*
8723  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
8724  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
8725  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8726  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8727  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
8728  */
8729 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
8730                                           struct sched_group *group,
8731                                           struct sg_lb_stats *sgs,
8732                                           struct task_struct *p)
8733 {
8734         int i, nr_running;
8735
8736         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8737
8738         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
8739                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8740                 unsigned int local;
8741
8742                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
8743                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
8744                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
8745                 local = task_running_on_cpu(i, p);
8746                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
8747
8748                 nr_running = rq->nr_running - local;
8749                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8750
8751                 /*
8752                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
8753                  */
8754                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
8755                         sgs->idle_cpus++;
8756
8757         }
8758
8759         /* Check if task fits in the group */
8760         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8761             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
8762                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
8763         }
8764
8765         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8766
8767         sgs->group_weight = group->group_weight;
8768
8769         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
8770
8771         /*
8772          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
8773          * overloaded
8774          */
8775         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
8776                 sgs->group_type == group_overloaded)
8777                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8778                                 sgs->group_capacity;
8779 }
8780
8781 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
8782                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
8783                                struct sched_group *group,
8784                                struct sg_lb_stats *sgs)
8785 {
8786         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
8787                 return true;
8788
8789         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
8790                 return false;
8791
8792         /*
8793          * The candidate and the current idlest group are the same type of
8794          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
8795          */
8796
8797         switch (sgs->group_type) {
8798         case group_overloaded:
8799         case group_fully_busy:
8800                 /* Select the group with lowest avg_load. */
8801                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
8802                         return false;
8803                 break;
8804
8805         case group_imbalanced:
8806         case group_asym_packing:
8807                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
8808                 return false;
8809
8810         case group_misfit_task:
8811                 /* Select group with the highest max capacity */
8812                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
8813                         return false;
8814                 break;
8815
8816         case group_has_spare:
8817                 /* Select group with most idle CPUs */
8818                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
8819                         return false;
8820
8821                 /* Select group with lowest group_util */
8822                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
8823                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
8824                         return false;
8825
8826                 break;
8827         }
8828
8829         return true;
8830 }
8831
8832 /*
8833  * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than 25% of the domain.
8834  * This is an approximation as the number of running tasks may not be
8835  * related to the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
8836  */
8837 static inline bool allow_numa_imbalance(int dst_running, int dst_weight)
8838 {
8839         return (dst_running < (dst_weight >> 2));
8840 }
8841
8842 /*
8843  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
8844  * domain.
8845  *
8846  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
8847  */
8848 static struct sched_group *
8849 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
8850 {
8851         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
8852         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
8853         struct sg_lb_stats *sgs;
8854         unsigned long imbalance;
8855         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
8856                         .avg_load = UINT_MAX,
8857                         .group_type = group_overloaded,
8858         };
8859
8860         do {
8861                 int local_group;
8862
8863                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
8864                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
8865                                         p->cpus_ptr))
8866                         continue;
8867
8868                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
8869                                                sched_group_span(group));
8870
8871                 if (local_group) {
8872                         sgs = &local_sgs;
8873                         local = group;
8874                 } else {
8875                         sgs = &tmp_sgs;
8876                 }
8877
8878                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
8879
8880                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
8881                         idlest = group;
8882                         idlest_sgs = *sgs;
8883                 }
8884
8885         } while (group = group->next, group != sd->groups);
8886
8887
8888         /* There is no idlest group to push tasks to */
8889         if (!idlest)
8890                 return NULL;
8891
8892         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
8893         if (!local)
8894                 return idlest;
8895
8896         /*
8897          * If the local group is idler than the selected idlest group
8898          * don't try and push the task.
8899          */
8900         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
8901                 return NULL;
8902
8903         /*
8904          * If the local group is busier than the selected idlest group
8905          * try and push the task.
8906          */
8907         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
8908                 return idlest;
8909
8910         switch (local_sgs.group_type) {
8911         case group_overloaded:
8912         case group_fully_busy:
8913
8914                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
8915                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
8916                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
8917
8918                 /*
8919                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
8920                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
8921                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
8922                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
8923                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
8924                  * and consider staying local.
8925                  */
8926
8927                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
8928                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
8929                         return NULL;
8930
8931                 /*
8932                  * If the local group is less loaded than the selected
8933                  * idlest group don't try and push any tasks.
8934                  */
8935                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
8936                         return NULL;
8937
8938                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
8939                         return NULL;
8940                 break;
8941
8942         case group_imbalanced:
8943         case group_asym_packing:
8944                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
8945                 return NULL;
8946
8947         case group_misfit_task:
8948                 /* Select group with the highest max capacity */
8949                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
8950                         return NULL;
8951                 break;
8952
8953         case group_has_spare:
8954                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
8955 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8956                         int idlest_cpu;
8957                         /*
8958                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
8959                          * the preferred node
8960                          */
8961                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8962                                 return NULL;
8963
8964                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
8965                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8966                                 return idlest;
8967 #endif
8968                         /*
8969                          * Otherwise, keep the task on this node to stay close
8970                          * its wakeup source and improve locality. If there is
8971                          * a real need of migration, periodic load balance will
8972                          * take care of it.
8973                          */
8974                         if (allow_numa_imbalance(local_sgs.sum_nr_running, sd->span_weight))
8975                                 return NULL;
8976                 }
8977
8978                 /*
8979                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
8980                  * compare the utilization which is more stable but it can end
8981                  * up that the group has less spare capacity but finally more
8982                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
8983                  */
8984                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
8985                         return NULL;
8986                 break;
8987         }
8988
8989         return idlest;
8990 }
8991
8992 /**
8993  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
8994  * @env: The load balancing environment.
8995  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
8996  */
8997
8998 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
8999 {
9000         struct sched_domain *child = env->sd->child;
9001         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9002         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
9003         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
9004         int sg_status = 0;
9005
9006         do {
9007                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
9008                 int local_group;
9009
9010                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
9011                 if (local_group) {
9012                         sds->local = sg;
9013                         sgs = local;
9014
9015                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
9016                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
9017                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
9018                 }
9019
9020                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
9021
9022                 if (local_group)
9023                         goto next_group;
9024
9025
9026                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
9027                         sds->busiest = sg;
9028                         sds->busiest_stat = *sgs;
9029                 }
9030
9031 next_group:
9032                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
9033                 sds->total_load += sgs->group_load;
9034                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
9035
9036                 sg = sg->next;
9037         } while (sg != env->sd->groups);
9038
9039         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
9040         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
9041
9042
9043         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
9044                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
9045
9046         if (!env->sd->parent) {
9047                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9048
9049                 /* update overload indicator if we are at root domain */
9050                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
9051
9052                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
9053                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9054                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9055         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
9056                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9057
9058                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
9059                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
9060         }
9061 }
9062
9063 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
9064
9065 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
9066                                 int dst_running, int dst_weight)
9067 {
9068         if (!allow_numa_imbalance(dst_running, dst_weight))
9069                 return imbalance;
9070
9071         /*
9072          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
9073          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
9074          */
9075         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
9076                 return 0;
9077
9078         return imbalance;
9079 }
9080
9081 /**
9082  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
9083  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
9084  * @env: load balance environment
9085  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
9086  */
9087 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9088 {
9089         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9090
9091         local = &sds->local_stat;
9092         busiest = &sds->busiest_stat;
9093
9094         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
9095                 /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
9096                 env->migration_type = migrate_misfit;
9097                 env->imbalance = 1;
9098                 return;
9099         }
9100
9101         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
9102                 /*
9103                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
9104                  * the preferred CPU.
9105                  */
9106                 env->migration_type = migrate_task;
9107                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
9108                 return;
9109         }
9110
9111         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
9112                 /*
9113                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
9114                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
9115                  * the imbalance. The next load balance will take care of
9116                  * balancing back the system.
9117                  */
9118                 env->migration_type = migrate_task;
9119                 env->imbalance = 1;
9120                 return;
9121         }
9122
9123         /*
9124          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
9125          * emptying busiest.
9126          */
9127         if (local->group_type == group_has_spare) {
9128                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
9129                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
9130                         /*
9131                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
9132                          * capacity. This might end up creating spare capacity
9133                          * in busiest or busiest still being overloaded but
9134                          * there is no simple way to directly compute the
9135                          * amount of load to migrate in order to balance the
9136                          * system.
9137                          */
9138                         env->migration_type = migrate_util;
9139                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
9140                                          local->group_util;
9141
9142                         /*
9143                          * In some cases, the group's utilization is max or even
9144                          * higher than capacity because of migrations but the
9145                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
9146                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
9147                          * try to pull it.
9148                          */
9149                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
9150                                 env->migration_type = migrate_task;
9151                                 env->imbalance = 1;
9152                         }
9153
9154                         return;
9155                 }
9156
9157                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
9158                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
9159                         /*
9160                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
9161                          * groups.
9162                          */
9163                         env->migration_type = migrate_task;
9164                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
9165                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
9166                 } else {
9167
9168                         /*
9169                          * If there is no overload, we just want to even the number of
9170                          * idle cpus.
9171                          */
9172                         env->migration_type = migrate_task;
9173                         env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
9174                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
9175                 }
9176
9177                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
9178                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
9179                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
9180                                 busiest->sum_nr_running, busiest->group_weight);
9181                 }
9182
9183                 return;
9184         }
9185
9186         /*
9187          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
9188          * busiest group
9189          */
9190         if (local->group_type < group_overloaded) {
9191                 /*
9192                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
9193                  * finally needed.
9194                  */
9195
9196                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9197                                   local->group_capacity;
9198
9199                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9200                                 sds->total_capacity;
9201                 /*
9202                  * If the local group is more loaded than the selected
9203                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9204                  */
9205                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
9206                         env->imbalance = 0;
9207                         return;
9208                 }
9209         }
9210
9211         /*
9212          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
9213          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
9214          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
9215          * below the average load. At the same time, we also don't want to
9216          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
9217          * the minimum possible imbalance.
9218          */
9219         env->migration_type = migrate_load;
9220         env->imbalance = min(
9221                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
9222                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
9223         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
9224 }
9225
9226 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
9227
9228 /*
9229  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
9230  *
9231  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
9232  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
9233  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
9234  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  force      force
9235  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
9236  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
9237  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
9238  *
9239  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
9240  *            statistics.
9241  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
9242  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
9243  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
9244  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
9245  *            different in groups.
9246  */
9247
9248 /**
9249  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
9250  * if there is an imbalance.
9251  *
9252  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
9253  * to restore balance.
9254  *
9255  * @env: The load balancing environment.
9256  *
9257  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
9258  */
9259 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
9260 {
9261         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9262         struct sd_lb_stats sds;
9263
9264         init_sd_lb_stats(&sds);
9265
9266         /*
9267          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
9268          * this level.
9269          */
9270         update_sd_lb_stats(env, &sds);
9271
9272         if (sched_energy_enabled()) {
9273                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9274
9275                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
9276                         goto out_balanced;
9277         }
9278
9279         local = &sds.local_stat;
9280         busiest = &sds.busiest_stat;
9281
9282         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
9283         if (!sds.busiest)
9284                 goto out_balanced;
9285
9286         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
9287         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
9288                 goto force_balance;
9289
9290         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
9291         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
9292                 goto force_balance;
9293
9294         /*
9295          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
9296          * work because they assume all things are equal, which typically
9297          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
9298          */
9299         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
9300                 goto force_balance;
9301
9302         /*
9303          * If the local group is busier than the selected busiest group
9304          * don't try and pull any tasks.
9305          */
9306         if (local->group_type > busiest->group_type)
9307                 goto out_balanced;
9308
9309         /*
9310          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
9311          * between tasks.
9312          */
9313         if (local->group_type == group_overloaded) {
9314                 /*
9315                  * If the local group is more loaded than the selected
9316                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9317                  */
9318                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
9319                         goto out_balanced;
9320
9321                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
9322                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9323                                 sds.total_capacity;
9324
9325                 /*
9326                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
9327                  * domain average load.
9328                  */
9329                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
9330                         goto out_balanced;
9331
9332                 /*
9333                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
9334                  * conservative.
9335                  */
9336                 if (100 * busiest->avg_load <=
9337                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
9338                         goto out_balanced;
9339         }
9340
9341         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
9342         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
9343             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
9344                 goto force_balance;
9345
9346         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
9347                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9348                         /*
9349                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
9350                          * result the local one too) but this CPU is already
9351                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
9352                          */
9353                         goto out_balanced;
9354
9355                 if (busiest->group_weight > 1 &&
9356                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
9357                         /*
9358                          * If the busiest group is not overloaded
9359                          * and there is no imbalance between this and busiest
9360                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
9361                          * becomes significant if the diff is greater than 1
9362                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
9363                          * on another group. Of course this applies only if
9364                          * there is more than 1 CPU per group.
9365                          */
9366                         goto out_balanced;
9367
9368                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
9369                         /*
9370                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
9371                          */
9372                         goto out_balanced;
9373         }
9374
9375 force_balance:
9376         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
9377         calculate_imbalance(env, &sds);
9378         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
9379
9380 out_balanced:
9381         env->imbalance = 0;
9382         return NULL;
9383 }
9384
9385 /*
9386  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
9387  */
9388 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
9389                                      struct sched_group *group)
9390 {
9391         struct rq *busiest = NULL, *rq;
9392         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
9393         unsigned int busiest_nr = 0;
9394         int i;
9395
9396         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9397                 unsigned long capacity, load, util;
9398                 unsigned int nr_running;
9399                 enum fbq_type rt;
9400
9401                 rq = cpu_rq(i);
9402                 rt = fbq_classify_rq(rq);
9403
9404                 /*
9405                  * We classify groups/runqueues into three groups:
9406                  *  - regular: there are !numa tasks
9407                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
9408                  *  - all:     there is no distinction
9409                  *
9410                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
9411                  * ignore those when there's better options.
9412                  *
9413                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
9414                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
9415                  * queue by moving tasks around inside the node.
9416                  *
9417                  * If we cannot move enough load due to this classification
9418                  * the next pass will adjust the group classification and
9419                  * allow migration of more tasks.
9420                  *
9421                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
9422                  */
9423                 if (rt > env->fbq_type)
9424                         continue;
9425
9426                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
9427                 if (!nr_running)
9428                         continue;
9429
9430                 capacity = capacity_of(i);
9431
9432                 /*
9433                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
9434                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
9435                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
9436                  * average load.
9437                  */
9438                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9439                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
9440                     nr_running == 1)
9441                         continue;
9442
9443                 switch (env->migration_type) {
9444                 case migrate_load:
9445                         /*
9446                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
9447                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9448                          */
9449                         load = cpu_load(rq);
9450
9451                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9452                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9453                                 break;
9454
9455                         /*
9456                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9457                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9458                          * capacity, so that the load can be moved away
9459                          * from the CPU that is potentially running at a
9460                          * lower capacity.
9461                          *
9462                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9463                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9464                          * division works out to:
9465                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9466                          * where j is our previous maximum.
9467                          */
9468                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9469                                 busiest_load = load;
9470                                 busiest_capacity = capacity;
9471                                 busiest = rq;
9472                         }
9473                         break;
9474
9475                 case migrate_util:
9476                         util = cpu_util(cpu_of(rq));
9477
9478                         /*
9479                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
9480                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
9481                          * detach the task.
9482                          */
9483                         if (nr_running <= 1)
9484                                 continue;
9485
9486                         if (busiest_util < util) {
9487                                 busiest_util = util;
9488                                 busiest = rq;
9489                         }
9490                         break;
9491
9492                 case migrate_task:
9493                         if (busiest_nr < nr_running) {
9494                                 busiest_nr = nr_running;
9495                                 busiest = rq;
9496                         }
9497                         break;
9498
9499                 case migrate_misfit:
9500                         /*
9501                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9502                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9503                          */
9504                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9505                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9506                                 busiest = rq;
9507                         }
9508
9509                         break;
9510
9511                 }
9512         }
9513
9514         return busiest;
9515 }
9516
9517 /*
9518  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9519  * so long as it is large enough.
9520  */
9521 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9522
9523 static inline bool
9524 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9525 {
9526         /*
9527          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9528          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9529          * highest priority CPUs.
9530          */
9531         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9532                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9533 }
9534
9535 static inline bool
9536 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
9537 {
9538         struct sched_domain *sd = env->sd;
9539
9540         /*
9541          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
9542          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
9543          * threads on a system with spare capacity
9544          */
9545         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
9546             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
9547                 return 1;
9548
9549         return 0;
9550 }
9551
9552 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
9553 {
9554         struct sched_domain *sd = env->sd;
9555
9556         if (asym_active_balance(env))
9557                 return 1;
9558
9559         if (imbalanced_active_balance(env))
9560                 return 1;
9561
9562         /*
9563          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
9564          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
9565          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
9566          * available on dst_cpu.
9567          */
9568         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9569             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
9570                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
9571                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
9572                         return 1;
9573         }
9574
9575         if (env->migration_type == migrate_misfit)
9576                 return 1;
9577
9578         return 0;
9579 }
9580
9581 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
9582
9583 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
9584 {
9585         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9586         int cpu;
9587
9588         /*
9589          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
9590          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
9591          */
9592         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
9593                 return 0;
9594
9595         /*
9596          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
9597          * to do the newly idle load balance.
9598          */
9599         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9600                 return 1;
9601
9602         /* Try to find first idle CPU */
9603         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
9604                 if (!idle_cpu(cpu))
9605                         continue;
9606
9607                 /* Are we the first idle CPU? */
9608                 return cpu == env->dst_cpu;
9609         }
9610
9611         /* Are we the first CPU of this group ? */
9612         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
9613 }
9614
9615 /*
9616  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
9617  * tasks if there is an imbalance.
9618  */
9619 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
9620                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
9621                         int *continue_balancing)
9622 {
9623         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
9624         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
9625         struct sched_group *group;
9626         struct rq *busiest;
9627         struct rq_flags rf;
9628         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
9629
9630         struct lb_env env = {
9631                 .sd             = sd,
9632                 .dst_cpu        = this_cpu,
9633                 .dst_rq         = this_rq,
9634                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
9635                 .idle           = idle,
9636                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
9637                 .cpus           = cpus,
9638                 .fbq_type       = all,
9639                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
9640         };
9641
9642         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
9643
9644         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
9645
9646 redo:
9647         if (!should_we_balance(&env)) {
9648                 *continue_balancing = 0;
9649                 goto out_balanced;
9650         }
9651
9652         group = find_busiest_group(&env);
9653         if (!group) {
9654                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
9655                 goto out_balanced;
9656         }
9657
9658         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
9659         if (!busiest) {
9660                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
9661                 goto out_balanced;
9662         }
9663
9664         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
9665
9666         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
9667
9668         env.src_cpu = busiest->cpu;
9669         env.src_rq = busiest;
9670
9671         ld_moved = 0;
9672         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
9673         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9674         if (busiest->nr_running > 1) {
9675                 /*
9676                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
9677                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
9678                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
9679                  * correctly treated as an imbalance.
9680                  */
9681                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
9682
9683 more_balance:
9684                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
9685                 update_rq_clock(busiest);
9686
9687                 /*
9688                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
9689                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
9690                  */
9691                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
9692
9693                 /*
9694                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
9695                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
9696                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
9697                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
9698                  * See task_rq_lock() family for the details.
9699                  */
9700
9701                 rq_unlock(busiest, &rf);
9702
9703                 if (cur_ld_moved) {
9704                         attach_tasks(&env);
9705                         ld_moved += cur_ld_moved;
9706                 }
9707
9708                 local_irq_restore(rf.flags);
9709
9710                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9711                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9712                         goto more_balance;
9713                 }
9714
9715                 /*
9716                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9717                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9718                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9719                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9720                  * sched_group.
9721                  *
9722                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9723                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9724                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9725                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9726                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9727                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9728                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9729                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
9730                  * This however should not happen so much in practice and
9731                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9732                  * excess load moved.
9733                  */
9734                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9735
9736                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9737                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9738
9739                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9740                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9741                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9742                         env.loop         = 0;
9743                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9744
9745                         /*
9746                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9747                          * need to continue with same src_cpu.
9748                          */
9749                         goto more_balance;
9750                 }
9751
9752                 /*
9753                  * We failed to reach balance because of affinity.
9754                  */
9755                 if (sd_parent) {
9756                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9757
9758                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9759                                 *group_imbalance = 1;
9760                 }
9761
9762                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9763                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9764                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9765                         /*
9766                          * Attempting to continue load balancing at the current
9767                          * sched_domain level only makes sense if there are
9768                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9769                          * pull load from which are not contained within the
9770                          * destination group that is receiving any migrated
9771                          * load.
9772                          */
9773                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9774                                 env.loop = 0;
9775                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9776                                 goto redo;
9777                         }
9778                         goto out_all_pinned;
9779                 }
9780         }
9781
9782         if (!ld_moved) {
9783                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9784                 /*
9785                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9786                  * We do not want newidle balance, which can be very
9787                  * frequent, pollute the failure counter causing
9788                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9789                  */
9790                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9791                         sd->nr_balance_failed++;
9792
9793                 if (need_active_balance(&env)) {
9794                         unsigned long flags;
9795
9796                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9797
9798                         /*
9799                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9800                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9801                          * moved to this_cpu:
9802                          */
9803                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9804                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9805                                                             flags);
9806                                 goto out_one_pinned;
9807                         }
9808
9809                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
9810                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
9811
9812                         /*
9813                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9814                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9815                          * only after active load balance is finished.
9816                          */
9817                         if (!busiest->active_balance) {
9818                                 busiest->active_balance = 1;
9819                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9820                                 active_balance = 1;
9821                         }
9822                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9823
9824                         if (active_balance) {
9825                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9826                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9827                                         &busiest->active_balance_work);
9828                         }
9829                 }
9830         } else {
9831                 sd->nr_balance_failed = 0;
9832         }
9833
9834         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
9835                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9836                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9837         }
9838
9839         goto out;
9840
9841 out_balanced:
9842         /*
9843          * We reach balance although we may have faced some affinity
9844          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9845          * a chance to move and fix the imbalance.
9846          */
9847         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9848                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9849
9850                 if (*group_imbalance)
9851                         *group_imbalance = 0;
9852         }
9853
9854 out_all_pinned:
9855         /*
9856          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9857          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9858          * can try to migrate them.
9859          */
9860         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9861
9862         sd->nr_balance_failed = 0;
9863
9864 out_one_pinned:
9865         ld_moved = 0;
9866
9867         /*
9868          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9869          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9870          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
9871          * increase logic to avoid that.
9872          */
9873         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9874                 goto out;
9875
9876         /* tune up the balancing interval */
9877         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9878              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9879             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9880                 sd->balance_interval *= 2;
9881 out:
9882         return ld_moved;
9883 }
9884
9885 static inline unsigned long
9886 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9887 {
9888         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9889
9890         if (cpu_busy)
9891                 interval *= sd->busy_factor;
9892
9893         /* scale ms to jiffies */
9894         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9895
9896         /*
9897          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
9898          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
9899          * from being multiples of each other.
9900          */
9901         if (cpu_busy)
9902                 interval -= 1;
9903
9904         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9905
9906         return interval;
9907 }
9908
9909 static inline void
9910 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9911 {
9912         unsigned long interval, next;
9913
9914         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9915         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9916         next = sd->last_balance + interval;
9917
9918         if (time_after(*next_balance, next))
9919                 *next_balance = next;
9920 }
9921
9922 /*
9923  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9924  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9925  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9926  * avoids physical / logical imbalances.
9927  */
9928 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9929 {
9930         struct rq *busiest_rq = data;
9931         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9932         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9933         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9934         struct sched_domain *sd;
9935         struct task_struct *p = NULL;
9936         struct rq_flags rf;
9937
9938         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9939         /*
9940          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9941          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9942          * inactive CPUs.
9943          */
9944         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9945                 goto out_unlock;
9946
9947         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9948         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9949                      !busiest_rq->active_balance))
9950                 goto out_unlock;
9951
9952         /* Is there any task to move? */
9953         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9954                 goto out_unlock;
9955
9956         /*
9957          * This condition is "impossible", if it occurs
9958          * we need to fix it. Originally reported by
9959          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9960          */
9961         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9962
9963         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9964         rcu_read_lock();
9965         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9966                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9967                         break;
9968         }
9969
9970         if (likely(sd)) {
9971                 struct lb_env env = {
9972                         .sd             = sd,
9973                         .dst_cpu        = target_cpu,
9974                         .dst_rq         = target_rq,
9975                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
9976                         .src_rq         = busiest_rq,
9977                         .idle           = CPU_IDLE,
9978                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
9979                 };
9980
9981                 schedstat_inc(sd->alb_count);
9982                 update_rq_clock(busiest_rq);
9983
9984                 p = detach_one_task(&env);
9985                 if (p) {
9986                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
9987                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
9988                         sd->nr_balance_failed = 0;
9989                 } else {
9990                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
9991                 }
9992         }
9993         rcu_read_unlock();
9994 out_unlock:
9995         busiest_rq->active_balance = 0;
9996         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
9997
9998         if (p)
9999                 attach_one_task(target_rq, p);
10000
10001         local_irq_enable();
10002
10003         return 0;
10004 }
10005
10006 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
10007
10008 /*
10009  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
10010  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
10011  */
10012 void update_max_interval(void)
10013 {
10014         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
10015 }
10016
10017 /*
10018  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
10019  * and initiates a balancing operation if so.
10020  *
10021  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
10022  */
10023 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
10024 {
10025         int continue_balancing = 1;
10026         int cpu = rq->cpu;
10027         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10028         unsigned long interval;
10029         struct sched_domain *sd;
10030         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10031         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
10032         int update_next_balance = 0;
10033         int need_serialize, need_decay = 0;
10034         u64 max_cost = 0;
10035
10036         rcu_read_lock();
10037         for_each_domain(cpu, sd) {
10038                 /*
10039                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
10040                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
10041                  */
10042                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
10043                         sd->max_newidle_lb_cost =
10044                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
10045                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
10046                         need_decay = 1;
10047                 }
10048                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
10049
10050                 /*
10051                  * Stop the load balance at this level. There is another
10052                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
10053                  * actively.
10054                  */
10055                 if (!continue_balancing) {
10056                         if (need_decay)
10057                                 continue;
10058                         break;
10059                 }
10060
10061                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10062
10063                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
10064                 if (need_serialize) {
10065                         if (!spin_trylock(&balancing))
10066                                 goto out;
10067                 }
10068
10069                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
10070                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
10071                                 /*
10072                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10073                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10074                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10075                                  */
10076                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10077                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10078                         }
10079                         sd->last_balance = jiffies;
10080                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10081                 }
10082                 if (need_serialize)
10083                         spin_unlock(&balancing);
10084 out:
10085                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10086                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10087                         update_next_balance = 1;
10088                 }
10089         }
10090         if (need_decay) {
10091                 /*
10092                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10093                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10094                  */
10095                 rq->max_idle_balance_cost =
10096                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10097         }
10098         rcu_read_unlock();
10099
10100         /*
10101          * next_balance will be updated only when there is a need.
10102          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10103          * updated.
10104          */
10105         if (likely(update_next_balance))
10106                 rq->next_balance = next_balance;
10107
10108 }
10109
10110 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10111 {
10112         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10113 }
10114
10115 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10116 /*
10117  * idle load balancing details
10118  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10119  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10120  *   load balancing for all the idle CPUs.
10121  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
10122  *   anywhere yet.
10123  */
10124
10125 static inline int find_new_ilb(void)
10126 {
10127         int ilb;
10128
10129         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
10130                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
10131
10132                 if (ilb == smp_processor_id())
10133                         continue;
10134
10135                 if (idle_cpu(ilb))
10136                         return ilb;
10137         }
10138
10139         return nr_cpu_ids;
10140 }
10141
10142 /*
10143  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10144  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
10145  */
10146 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10147 {
10148         int ilb_cpu;
10149
10150         /*
10151          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10152          * not if we only update stats.
10153          */
10154         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10155                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10156
10157         ilb_cpu = find_new_ilb();
10158
10159         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10160                 return;
10161
10162         /*
10163          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10164          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10165          */
10166         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10167         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10168                 return;
10169
10170         /*
10171          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10172          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10173          * will be run before returning from the IPI.
10174          */
10175         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10176 }
10177
10178 /*
10179  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10180  * of idle CPUs in the system.
10181  */
10182 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10183 {
10184         unsigned long now = jiffies;
10185         struct sched_domain_shared *sds;
10186         struct sched_domain *sd;
10187         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10188         unsigned int flags = 0;
10189
10190         if (unlikely(rq->idle_balance))
10191                 return;
10192
10193         /*
10194          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10195          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10196          */
10197         nohz_balance_exit_idle(rq);
10198
10199         /*
10200          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10201          * balancing.
10202          */
10203         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10204                 return;
10205
10206         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10207             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10208                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10209
10210         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10211                 goto out;
10212
10213         if (rq->nr_running >= 2) {
10214                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10215                 goto out;
10216         }
10217
10218         rcu_read_lock();
10219
10220         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10221         if (sd) {
10222                 /*
10223                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10224                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10225                  * on.
10226                  */
10227                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10228                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10229                         goto unlock;
10230                 }
10231         }
10232
10233         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10234         if (sd) {
10235                 /*
10236                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10237                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10238                  * around.
10239                  */
10240                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10241                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10242                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10243                                 goto unlock;
10244                         }
10245                 }
10246         }
10247
10248         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10249         if (sd) {
10250                 /*
10251                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10252                  * to run the misfit task on.
10253                  */
10254                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10255                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10256                         goto unlock;
10257                 }
10258
10259                 /*
10260                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10261                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10262                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10263                  *
10264                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10265                  */
10266                 goto unlock;
10267         }
10268
10269         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10270         if (sds) {
10271                 /*
10272                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10273                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10274                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10275                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10276                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10277                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10278                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10279                  */
10280                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10281                 if (nr_busy > 1) {
10282                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10283                         goto unlock;
10284                 }
10285         }
10286 unlock:
10287         rcu_read_unlock();
10288 out:
10289         if (flags)
10290                 kick_ilb(flags);
10291 }
10292
10293 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10294 {
10295         struct sched_domain *sd;
10296
10297         rcu_read_lock();
10298         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10299
10300         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10301                 goto unlock;
10302         sd->nohz_idle = 0;
10303
10304         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10305 unlock:
10306         rcu_read_unlock();
10307 }
10308
10309 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10310 {
10311         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10312
10313         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10314                 return;
10315
10316         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10317         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10318         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10319
10320         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10321 }
10322
10323 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10324 {
10325         struct sched_domain *sd;
10326
10327         rcu_read_lock();
10328         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10329
10330         if (!sd || sd->nohz_idle)
10331                 goto unlock;
10332         sd->nohz_idle = 1;
10333
10334         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10335 unlock:
10336         rcu_read_unlock();
10337 }
10338
10339 /*
10340  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10341  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10342  */
10343 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10344 {
10345         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10346
10347         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10348
10349         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10350         if (!cpu_active(cpu))
10351                 return;
10352
10353         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10354         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
10355                 return;
10356
10357         /*
10358          * Can be set safely without rq->lock held
10359          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10360          * rq->lock is held during the check and the clear
10361          */
10362         rq->has_blocked_load = 1;
10363
10364         /*
10365          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10366          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10367          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10368          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10369          */
10370         if (rq->nohz_tick_stopped)
10371                 goto out;
10372
10373         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10374         if (on_null_domain(rq))
10375                 return;
10376
10377         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10378
10379         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10380         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10381
10382         /*
10383          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10384          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10385          * store.
10386          */
10387         smp_mb__after_atomic();
10388
10389         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10390
10391 out:
10392         /*
10393          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10394          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10395          */
10396         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10397 }
10398
10399 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
10400 {
10401         unsigned int cpu = rq->cpu;
10402
10403         if (!rq->has_blocked_load)
10404                 return false;
10405
10406         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
10407                 return false;
10408
10409         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
10410                 return true;
10411
10412         update_blocked_averages(cpu);
10413
10414         return rq->has_blocked_load;
10415 }
10416
10417 /*
10418  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10419  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10420  * tasks movement depending of flags.
10421  */
10422 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
10423                                enum cpu_idle_type idle)
10424 {
10425         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10426         unsigned long now = jiffies;
10427         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10428         bool has_blocked_load = false;
10429         int update_next_balance = 0;
10430         int this_cpu = this_rq->cpu;
10431         int balance_cpu;
10432         struct rq *rq;
10433
10434         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10435
10436         /*
10437          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10438          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10439          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
10440          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10441          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10442          * check the load of an idle cpu.
10443          */
10444         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10445
10446         /*
10447          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10448          * store from nohz_balance_enter_idle().
10449          */
10450         smp_mb();
10451
10452         /*
10453          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
10454          * chance for other idle cpu to pull load.
10455          */
10456         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
10457                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
10458                         continue;
10459
10460                 /*
10461                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10462                  * work being done for other CPUs. Next load
10463                  * balancing owner will pick it up.
10464                  */
10465                 if (need_resched()) {
10466                         has_blocked_load = true;
10467                         goto abort;
10468                 }
10469
10470                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10471
10472                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
10473
10474                 /*
10475                  * If time for next balance is due,
10476                  * do the balance.
10477                  */
10478                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10479                         struct rq_flags rf;
10480
10481                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10482                         update_rq_clock(rq);
10483                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10484
10485                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10486                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10487                 }
10488
10489                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10490                         next_balance = rq->next_balance;
10491                         update_next_balance = 1;
10492                 }
10493         }
10494
10495         /*
10496          * next_balance will be updated only when there is a need.
10497          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10498          * updated.
10499          */
10500         if (likely(update_next_balance))
10501                 nohz.next_balance = next_balance;
10502
10503         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
10504                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
10505
10506 abort:
10507         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10508         if (has_blocked_load)
10509                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10510 }
10511
10512 /*
10513  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10514  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10515  */
10516 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10517 {
10518         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
10519
10520         if (!flags)
10521                 return false;
10522
10523         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
10524
10525         if (idle != CPU_IDLE)
10526                 return false;
10527
10528         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10529
10530         return true;
10531 }
10532
10533 /*
10534  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
10535  * idle state.
10536  */
10537 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
10538 {
10539         unsigned int flags;
10540
10541         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
10542
10543         /*
10544          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
10545          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
10546          */
10547         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
10548                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK, CPU_IDLE);
10549 }
10550
10551 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10552 {
10553         int this_cpu = this_rq->cpu;
10554
10555         /*
10556          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10557          * housekeeping
10558          */
10559         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
10560                 return;
10561
10562         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10563         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10564                 return;
10565
10566         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10567         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10568             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10569                 return;
10570
10571         /*
10572          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
10573          * before entering idle state.
10574          */
10575         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
10576 }
10577
10578 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10579 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10580
10581 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10582 {
10583         return false;
10584 }
10585
10586 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10587 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10588
10589 /*
10590  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10591  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10592  *
10593  * Returns:
10594  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10595  *     0 - failed, no new tasks
10596  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10597  */
10598 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10599 {
10600         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10601         int this_cpu = this_rq->cpu;
10602         struct sched_domain *sd;
10603         int pulled_task = 0;
10604         u64 curr_cost = 0;
10605
10606         update_misfit_status(NULL, this_rq);
10607         /*
10608          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
10609          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
10610          */
10611         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
10612
10613         /*
10614          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
10615          */
10616         if (!cpu_active(this_cpu))
10617                 return 0;
10618
10619         /*
10620          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
10621          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
10622          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
10623          * re-start the picking loop.
10624          */
10625         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
10626
10627         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
10628             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
10629
10630                 rcu_read_lock();
10631                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
10632                 if (sd)
10633                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10634                 rcu_read_unlock();
10635
10636                 goto out;
10637         }
10638
10639         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10640
10641         update_blocked_averages(this_cpu);
10642         rcu_read_lock();
10643         for_each_domain(this_cpu, sd) {
10644                 int continue_balancing = 1;
10645                 u64 t0, domain_cost;
10646
10647                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
10648                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10649                         break;
10650                 }
10651
10652                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
10653                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
10654
10655                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
10656                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
10657                                                    &continue_balancing);
10658
10659                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
10660                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
10661                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
10662
10663                         curr_cost += domain_cost;
10664                 }
10665
10666                 update_next_balance(sd, &next_balance);
10667
10668                 /*
10669                  * Stop searching for tasks to pull if there are
10670                  * now runnable tasks on this rq.
10671                  */
10672                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
10673                         break;
10674         }
10675         rcu_read_unlock();
10676
10677         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10678
10679         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
10680                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
10681
10682         /*
10683          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
10684          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
10685          * pretend we pulled a task.
10686          */
10687         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
10688                 pulled_task = 1;
10689
10690         /* Is there a task of a high priority class? */
10691         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
10692                 pulled_task = -1;
10693
10694 out:
10695         /* Move the next balance forward */
10696         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
10697                 this_rq->next_balance = next_balance;
10698
10699         if (pulled_task)
10700                 this_rq->idle_stamp = 0;
10701         else
10702                 nohz_newidle_balance(this_rq);
10703
10704         rq_repin_lock(this_rq, rf);
10705
10706         return pulled_task;
10707 }
10708
10709 /*
10710  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
10711  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
10712  */
10713 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
10714 {
10715         struct rq *this_rq = this_rq();
10716         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
10717                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10718
10719         /*
10720          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10721          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10722          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10723          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10724          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10725          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10726          */
10727         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10728                 return;
10729
10730         /* normal load balance */
10731         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10732         rebalance_domains(this_rq, idle);
10733 }
10734
10735 /*
10736  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10737  */
10738 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10739 {
10740         /*
10741          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
10742          * runqueue CPU is not active
10743          */
10744         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
10745                 return;
10746
10747         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10748                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10749
10750         nohz_balancer_kick(rq);
10751 }
10752
10753 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10754 {
10755         update_sysctl();
10756
10757         update_runtime_enabled(rq);
10758 }
10759
10760 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10761 {
10762         update_sysctl();
10763
10764         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10765         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10766 }
10767
10768 #endif /* CONFIG_SMP */
10769
10770 /*
10771  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10772  *
10773  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10774  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10775  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10776  * parameters.
10777  */
10778 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10779 {
10780         struct cfs_rq *cfs_rq;
10781         struct sched_entity *se = &curr->se;
10782
10783         for_each_sched_entity(se) {
10784                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10785                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10786         }
10787
10788         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10789                 task_tick_numa(rq, curr);
10790
10791         update_misfit_status(curr, rq);
10792         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10793 }
10794
10795 /*
10796  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10797  *  - child not yet on the tasklist
10798  *  - preemption disabled
10799  */
10800 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10801 {
10802         struct cfs_rq *cfs_rq;
10803         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10804         struct rq *rq = this_rq();
10805         struct rq_flags rf;
10806
10807         rq_lock(rq, &rf);
10808         update_rq_clock(rq);
10809
10810         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10811         curr = cfs_rq->curr;
10812         if (curr) {
10813                 update_curr(cfs_rq);
10814                 se->vruntime = curr->vruntime;
10815         }
10816         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10817
10818         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10819                 /*
10820                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10821                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10822                  */
10823                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10824                 resched_curr(rq);
10825         }
10826
10827         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10828         rq_unlock(rq, &rf);
10829 }
10830
10831 /*
10832  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10833  * the current task.
10834  */
10835 static void
10836 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10837 {
10838         if (!task_on_rq_queued(p))
10839                 return;
10840
10841         if (rq->cfs.nr_running == 1)
10842                 return;
10843
10844         /*
10845          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10846          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10847          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10848          */
10849         if (task_current(rq, p)) {
10850                 if (p->prio > oldprio)
10851                         resched_curr(rq);
10852         } else
10853                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10854 }
10855
10856 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10857 {
10858         struct sched_entity *se = &p->se;
10859
10860         /*
10861          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10862          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10863          * vruntime.
10864          */
10865         if (p->on_rq)
10866                 return true;
10867
10868         /*
10869          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10870          * But there are some cases where it has already been normalized:
10871          *
10872          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10873          *   wake_up_new_task().
10874          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10875          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10876          */
10877         if (!se->sum_exec_runtime ||
10878             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10879                 return true;
10880
10881         return false;
10882 }
10883
10884 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10885 /*
10886  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10887  * visible to the root
10888  */
10889 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10890 {
10891         struct cfs_rq *cfs_rq;
10892
10893         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se));
10894
10895         /* Start to propagate at parent */
10896         se = se->parent;
10897
10898         for_each_sched_entity(se) {
10899                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10900
10901                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq)){
10902                         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10903                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
10904                         continue;
10905                 }
10906
10907                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
10908                         break;
10909         }
10910 }
10911 #else
10912 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10913 #endif
10914
10915 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10916 {
10917         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10918
10919         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10920         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10921         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10922         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10923         propagate_entity_cfs_rq(se);
10924 }
10925
10926 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10927 {
10928         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10929
10930 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10931         /*
10932          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10933          * class maintain depth value), reset depth properly.
10934          */
10935         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10936 #endif
10937
10938         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10939         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10940         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10941         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10942         propagate_entity_cfs_rq(se);
10943 }
10944
10945 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10946 {
10947         struct sched_entity *se = &p->se;
10948         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10949
10950         if (!vruntime_normalized(p)) {
10951                 /*
10952                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10953                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10954                  */
10955                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10956                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10957         }
10958
10959         detach_entity_cfs_rq(se);
10960 }
10961
10962 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10963 {
10964         struct sched_entity *se = &p->se;
10965         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10966
10967         attach_entity_cfs_rq(se);
10968
10969         if (!vruntime_normalized(p))
10970                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10971 }
10972
10973 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10974 {
10975         detach_task_cfs_rq(p);
10976 }
10977
10978 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
10979 {
10980         attach_task_cfs_rq(p);
10981
10982         if (task_on_rq_queued(p)) {
10983                 /*
10984                  * We were most likely switched from sched_rt, so
10985                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
10986                  * if we can still preempt the current task.
10987                  */
10988                 if (task_current(rq, p))
10989                         resched_curr(rq);
10990                 else
10991                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
10992         }
10993 }
10994
10995 /* Account for a task changing its policy or group.
10996  *
10997  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
10998  * migrates between groups/classes.
10999  */
11000 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
11001 {
11002         struct sched_entity *se = &p->se;
11003
11004 #ifdef CONFIG_SMP
11005         if (task_on_rq_queued(p)) {
11006                 /*
11007                  * Move the next running task to the front of the list, so our
11008                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
11009                  */
11010                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
11011         }
11012 #endif
11013
11014         for_each_sched_entity(se) {
11015                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11016
11017                 set_next_entity(cfs_rq, se);
11018                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
11019                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
11020         }
11021 }
11022
11023 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
11024 {
11025         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
11026         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
11027 #ifndef CONFIG_64BIT
11028         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
11029 #endif
11030 #ifdef CONFIG_SMP
11031         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
11032 #endif
11033 }
11034
11035 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11036 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
11037 {
11038         struct sched_entity *se = &p->se;
11039
11040         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11041         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11042 }
11043
11044 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
11045 {
11046         detach_task_cfs_rq(p);
11047         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11048
11049 #ifdef CONFIG_SMP
11050         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
11051         p->se.avg.last_update_time = 0;
11052 #endif
11053         attach_task_cfs_rq(p);
11054 }
11055
11056 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
11057 {
11058         switch (type) {
11059         case TASK_SET_GROUP:
11060                 task_set_group_fair(p);
11061                 break;
11062
11063         case TASK_MOVE_GROUP:
11064                 task_move_group_fair(p);
11065                 break;
11066         }
11067 }
11068
11069 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11070 {
11071         int i;
11072
11073         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11074
11075         for_each_possible_cpu(i) {
11076                 if (tg->cfs_rq)
11077                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
11078                 if (tg->se)
11079                         kfree(tg->se[i]);
11080         }
11081
11082         kfree(tg->cfs_rq);
11083         kfree(tg->se);
11084 }
11085
11086 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11087 {
11088         struct sched_entity *se;
11089         struct cfs_rq *cfs_rq;
11090         int i;
11091
11092         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11093         if (!tg->cfs_rq)
11094                 goto err;
11095         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11096         if (!tg->se)
11097                 goto err;
11098
11099         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11100
11101         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11102
11103         for_each_possible_cpu(i) {
11104                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11105                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11106                 if (!cfs_rq)
11107                         goto err;
11108
11109                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
11110                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11111                 if (!se)
11112                         goto err_free_rq;
11113
11114                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11115                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11116                 init_entity_runnable_average(se);
11117         }
11118
11119         return 1;
11120
11121 err_free_rq:
11122         kfree(cfs_rq);
11123 err:
11124         return 0;
11125 }
11126
11127 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11128 {
11129         struct sched_entity *se;
11130         struct rq_flags rf;
11131         struct rq *rq;
11132         int i;
11133
11134         for_each_possible_cpu(i) {
11135                 rq = cpu_rq(i);
11136                 se = tg->se[i];
11137                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11138                 update_rq_clock(rq);
11139                 attach_entity_cfs_rq(se);
11140                 sync_throttle(tg, i);
11141                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11142         }
11143 }
11144
11145 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11146 {
11147         unsigned long flags;
11148         struct rq *rq;
11149         int cpu;
11150
11151         for_each_possible_cpu(cpu) {
11152                 if (tg->se[cpu])
11153                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11154
11155                 /*
11156                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11157                  * check on_list without danger of it being re-added.
11158                  */
11159                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11160                         continue;
11161
11162                 rq = cpu_rq(cpu);
11163
11164                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
11165                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11166                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
11167         }
11168 }
11169
11170 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11171                         struct sched_entity *se, int cpu,
11172                         struct sched_entity *parent)
11173 {
11174         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11175
11176         cfs_rq->tg = tg;
11177         cfs_rq->rq = rq;
11178         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11179
11180         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11181         tg->se[cpu] = se;
11182
11183         /* se could be NULL for root_task_group */
11184         if (!se)
11185                 return;
11186
11187         if (!parent) {
11188                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11189                 se->depth = 0;
11190         } else {
11191                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11192                 se->depth = parent->depth + 1;
11193         }
11194
11195         se->my_q = cfs_rq;
11196         /* guarantee group entities always have weight */
11197         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11198         se->parent = parent;
11199 }
11200
11201 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11202
11203 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11204 {
11205         int i;
11206
11207         /*
11208          * We can't change the weight of the root cgroup.
11209          */
11210         if (!tg->se[0])
11211                 return -EINVAL;
11212
11213         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11214
11215         mutex_lock(&shares_mutex);
11216         if (tg->shares == shares)
11217                 goto done;
11218
11219         tg->shares = shares;
11220         for_each_possible_cpu(i) {
11221                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11222                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11223                 struct rq_flags rf;
11224
11225                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11226                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11227                 update_rq_clock(rq);
11228                 for_each_sched_entity(se) {
11229                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11230                         update_cfs_group(se);
11231                 }
11232                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11233         }
11234
11235 done:
11236         mutex_unlock(&shares_mutex);
11237         return 0;
11238 }
11239 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11240
11241 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11242
11243 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11244 {
11245         return 1;
11246 }
11247
11248 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11249
11250 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11251
11252 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11253
11254
11255 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11256 {
11257         struct sched_entity *se = &task->se;
11258         unsigned int rr_interval = 0;
11259
11260         /*
11261          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11262          * idle runqueue:
11263          */
11264         if (rq->cfs.load.weight)
11265                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11266
11267         return rr_interval;
11268 }
11269
11270 /*
11271  * All the scheduling class methods:
11272  */
11273 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
11274
11275         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11276         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11277         .yield_task             = yield_task_fair,
11278         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11279
11280         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11281
11282         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11283         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11284         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11285
11286 #ifdef CONFIG_SMP
11287         .balance                = balance_fair,
11288         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11289         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
11290
11291         .rq_online              = rq_online_fair,
11292         .rq_offline             = rq_offline_fair,
11293
11294         .task_dead              = task_dead_fair,
11295         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
11296 #endif
11297
11298         .task_tick              = task_tick_fair,
11299         .task_fork              = task_fork_fair,
11300
11301         .prio_changed           = prio_changed_fair,
11302         .switched_from          = switched_from_fair,
11303         .switched_to            = switched_to_fair,
11304
11305         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
11306
11307         .update_curr            = update_curr_fair,
11308
11309 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11310         .task_change_group      = task_change_group_fair,
11311 #endif
11312
11313 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
11314         .uclamp_enabled         = 1,
11315 #endif
11316 };
11317
11318 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
11319 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
11320 {
11321         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
11322
11323         rcu_read_lock();
11324         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
11325                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
11326         rcu_read_unlock();
11327 }
11328
11329 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
11330 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
11331 {
11332         int node;
11333         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
11334         struct numa_group *ng;
11335
11336         rcu_read_lock();
11337         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
11338         for_each_online_node(node) {
11339                 if (p->numa_faults) {
11340                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
11341                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11342                 }
11343                 if (ng) {
11344                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
11345                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11346                 }
11347                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
11348         }
11349         rcu_read_unlock();
11350 }
11351 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
11352 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
11353
11354 __init void init_sched_fair_class(void)
11355 {
11356 #ifdef CONFIG_SMP
11357         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
11358
11359 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11360         nohz.next_balance = jiffies;
11361         nohz.next_blocked = jiffies;
11362         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
11363 #endif
11364 #endif /* SMP */
11365
11366 }
11367
11368 /*
11369  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
11370  */
11371
11372 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
11373 {
11374 #ifdef CONFIG_SMP
11375         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
11376 #else
11377         return NULL;
11378 #endif
11379 }
11380 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
11381
11382 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
11383 {
11384         if (!cfs_rq) {
11385                 if (str)
11386                         strlcpy(str, "(null)", len);
11387                 else
11388                         return NULL;
11389         }
11390
11391         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
11392         return str;
11393 }
11394 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
11395
11396 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
11397 {
11398         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
11399 }
11400 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
11401
11402 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
11403 {
11404 #ifdef CONFIG_SMP
11405         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
11406 #else
11407         return NULL;
11408 #endif
11409 }
11410 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
11411
11412 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
11413 {
11414 #ifdef CONFIG_SMP
11415         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
11416 #else
11417         return NULL;
11418 #endif
11419 }
11420 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
11421
11422 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
11423 {
11424 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
11425         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
11426 #else
11427         return NULL;
11428 #endif
11429 }
11430 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
11431
11432 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
11433 {
11434         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
11435 }
11436 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
11437
11438 int sched_trace_rq_cpu_capacity(struct rq *rq)
11439 {
11440         return rq ?
11441 #ifdef CONFIG_SMP
11442                 rq->cpu_capacity
11443 #else
11444                 SCHED_CAPACITY_SCALE
11445 #endif
11446                 : -1;
11447 }
11448 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu_capacity);
11449
11450 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
11451 {
11452 #ifdef CONFIG_SMP
11453         return rd ? rd->span : NULL;
11454 #else
11455         return NULL;
11456 #endif
11457 }
11458 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);
11459
11460 int sched_trace_rq_nr_running(struct rq *rq)
11461 {
11462         return rq ? rq->nr_running : -1;
11463 }
11464 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_nr_running);