Merge tag 'sched-urgent-2021-06-24' of git://git.kernel.org/pub/scm/linux/kernel...
[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  * Because list_add_leaf_cfs_rq always places a child cfs_rq on the list
3303  * immediately before a parent cfs_rq, and cfs_rqs are removed from the list
3304  * bottom-up, we only have to test whether the cfs_rq before us on the list
3305  * is our child.
3306  * If cfs_rq is not on the list, test whether a child needs its to be added to
3307  * connect a branch to the tree  * (see list_add_leaf_cfs_rq() for details).
3308  */
3309 static inline bool child_cfs_rq_on_list(struct cfs_rq *cfs_rq)
3310 {
3311         struct cfs_rq *prev_cfs_rq;
3312         struct list_head *prev;
3313
3314         if (cfs_rq->on_list) {
3315                 prev = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
3316         } else {
3317                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3318
3319                 prev = rq->tmp_alone_branch;
3320         }
3321
3322         prev_cfs_rq = container_of(prev, struct cfs_rq, leaf_cfs_rq_list);
3323
3324         return (prev_cfs_rq->tg->parent == cfs_rq->tg);
3325 }
3326
3327 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
3328 {
3329         if (cfs_rq->load.weight)
3330                 return false;
3331
3332         if (cfs_rq->avg.load_sum)
3333                 return false;
3334
3335         if (cfs_rq->avg.util_sum)
3336                 return false;
3337
3338         if (cfs_rq->avg.runnable_sum)
3339                 return false;
3340
3341         if (child_cfs_rq_on_list(cfs_rq))
3342                 return false;
3343
3344         return true;
3345 }
3346
3347 /**
3348  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3349  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3350  *
3351  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3352  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3353  * considerations.
3354  *
3355  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3356  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3357  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3358  *
3359  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3360  */
3361 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3362 {
3363         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3364
3365         /*
3366          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3367          */
3368         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3369                 return;
3370
3371         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3372                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3373                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3374         }
3375 }
3376
3377 /*
3378  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3379  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3380  * including the state of rq->lock, should be made.
3381  */
3382 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3383                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3384 {
3385         u64 p_last_update_time;
3386         u64 n_last_update_time;
3387
3388         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3389                 return;
3390
3391         /*
3392          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3393          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3394          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3395          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3396          * the wakee more load sounds not bad.
3397          */
3398         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3399                 return;
3400
3401 #ifndef CONFIG_64BIT
3402         {
3403                 u64 p_last_update_time_copy;
3404                 u64 n_last_update_time_copy;
3405
3406                 do {
3407                         p_last_update_time_copy = prev->load_last_update_time_copy;
3408                         n_last_update_time_copy = next->load_last_update_time_copy;
3409
3410                         smp_rmb();
3411
3412                         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3413                         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3414
3415                 } while (p_last_update_time != p_last_update_time_copy ||
3416                          n_last_update_time != n_last_update_time_copy);
3417         }
3418 #else
3419         p_last_update_time = prev->avg.last_update_time;
3420         n_last_update_time = next->avg.last_update_time;
3421 #endif
3422         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3423         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3424 }
3425
3426
3427 /*
3428  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3429  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3430  * that for each group:
3431  *
3432  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3433  *
3434  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3435  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3436  *
3437  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3438  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3439  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3440  *
3441  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3442  *
3443  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3444  *
3445  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3446  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3447  *
3448  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3449  *
3450  * And per (1) we have:
3451  *
3452  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3453  *
3454  * Which gives:
3455  *
3456  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3457  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3458  *                               grq->load.weight
3459  *
3460  * Except that is wrong!
3461  *
3462  * Because while for entities historical weight is not important and we
3463  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3464  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3465  *
3466  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3467  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3468  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3469  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3470  *
3471  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3472  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3473  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3474  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3475  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3476  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3477  *
3478  * So we'll have to approximate.. :/
3479  *
3480  * Given the constraint:
3481  *
3482  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3483  *
3484  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3485  * overlap.
3486  *
3487  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3488  *
3489  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3490  *
3491  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3492  *
3493  */
3494
3495 static inline void
3496 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3497 {
3498         long delta = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3499         u32 divider;
3500
3501         /* Nothing to update */
3502         if (!delta)
3503                 return;
3504
3505         /*
3506          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3507          * See ___update_load_avg() for details.
3508          */
3509         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3510
3511         /* Set new sched_entity's utilization */
3512         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3513         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3514
3515         /* Update parent cfs_rq utilization */
3516         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta);
3517         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3518 }
3519
3520 static inline void
3521 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3522 {
3523         long delta = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3524         u32 divider;
3525
3526         /* Nothing to update */
3527         if (!delta)
3528                 return;
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         /* Set new sched_entity's runnable */
3537         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3538         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3539
3540         /* Update parent cfs_rq runnable */
3541         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta);
3542         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3543 }
3544
3545 static inline void
3546 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3547 {
3548         long delta, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3549         unsigned long load_avg;
3550         u64 load_sum = 0;
3551         u32 divider;
3552
3553         if (!runnable_sum)
3554                 return;
3555
3556         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3557
3558         /*
3559          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3560          * See ___update_load_avg() for details.
3561          */
3562         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3563
3564         if (runnable_sum >= 0) {
3565                 /*
3566                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3567                  * the CPU is saturated running == runnable.
3568                  */
3569                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3570                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3571         } else {
3572                 /*
3573                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3574                  * assuming all tasks are equally runnable.
3575                  */
3576                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3577                         load_sum = div_s64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3578                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3579                 }
3580
3581                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3582                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3583         }
3584
3585         /*
3586          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3587          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3588          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3589          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3590          */
3591         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3592         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3593
3594         load_sum = (s64)se_weight(se) * runnable_sum;
3595         load_avg = div_s64(load_sum, divider);
3596
3597         delta = load_avg - se->avg.load_avg;
3598
3599         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3600         se->avg.load_avg = load_avg;
3601
3602         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta);
3603         cfs_rq->avg.load_sum = cfs_rq->avg.load_avg * divider;
3604 }
3605
3606 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3607 {
3608         cfs_rq->propagate = 1;
3609         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3610 }
3611
3612 /* Update task and its cfs_rq load average */
3613 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3614 {
3615         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3616
3617         if (entity_is_task(se))
3618                 return 0;
3619
3620         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3621         if (!gcfs_rq->propagate)
3622                 return 0;
3623
3624         gcfs_rq->propagate = 0;
3625
3626         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3627
3628         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3629
3630         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3631         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3632         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3633
3634         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3635         trace_pelt_se_tp(se);
3636
3637         return 1;
3638 }
3639
3640 /*
3641  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3642  * group_entity:
3643  */
3644 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3645 {
3646         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3647
3648         /*
3649          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3650          * decay it:
3651          */
3652         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3653                 return false;
3654
3655         /*
3656          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3657          * the utilization of the sched_entity:
3658          */
3659         if (gcfs_rq->propagate)
3660                 return false;
3661
3662         /*
3663          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3664          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3665          * waste of time to try to decay it:
3666          */
3667         return true;
3668 }
3669
3670 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3671
3672 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3673
3674 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3675 {
3676         return 0;
3677 }
3678
3679 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3680
3681 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3682
3683 /**
3684  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3685  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3686  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3687  *
3688  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3689  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached, see
3690  * post_init_entity_util_avg().
3691  *
3692  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3693  *
3694  * Returns true if the load decayed or we removed load.
3695  *
3696  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3697  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3698  */
3699 static inline int
3700 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3701 {
3702         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3703         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3704         int decayed = 0;
3705
3706         if (cfs_rq->removed.nr) {
3707                 unsigned long r;
3708                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3709
3710                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3711                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3712                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3713                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3714                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3715                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3716
3717                 r = removed_load;
3718                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3719                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3720
3721                 r = removed_util;
3722                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3723                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3724
3725                 r = removed_runnable;
3726                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3727                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
3728
3729                 /*
3730                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3731                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3732                  */
3733                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3734                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3735
3736                 decayed = 1;
3737         }
3738
3739         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3740
3741 #ifndef CONFIG_64BIT
3742         smp_wmb();
3743         cfs_rq->load_last_update_time_copy = sa->last_update_time;
3744 #endif
3745
3746         return decayed;
3747 }
3748
3749 /**
3750  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3751  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3752  * @se: sched_entity to attach
3753  *
3754  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3755  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3756  */
3757 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3758 {
3759         /*
3760          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3761          * See ___update_load_avg() for details.
3762          */
3763         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3764
3765         /*
3766          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3767          * window because without that, really weird and wonderful things can
3768          * happen.
3769          *
3770          * XXX illustrate
3771          */
3772         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3773         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3774
3775         /*
3776          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3777          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3778          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3779          * _sum a little.
3780          */
3781         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3782
3783         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3784
3785         se->avg.load_sum = divider;
3786         if (se_weight(se)) {
3787                 se->avg.load_sum =
3788                         div_u64(se->avg.load_avg * se->avg.load_sum, se_weight(se));
3789         }
3790
3791         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3792         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3793         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3794         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3795         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3796
3797         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3798
3799         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3800
3801         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3802 }
3803
3804 /**
3805  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3806  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3807  * @se: sched_entity to detach
3808  *
3809  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3810  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3811  */
3812 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3813 {
3814         /*
3815          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3816          * See ___update_load_avg() for details.
3817          */
3818         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3819
3820         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3821         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3822         cfs_rq->avg.util_sum = cfs_rq->avg.util_avg * divider;
3823         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3824         cfs_rq->avg.runnable_sum = cfs_rq->avg.runnable_avg * divider;
3825
3826         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3827
3828         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3829
3830         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3831 }
3832
3833 /*
3834  * Optional action to be done while updating the load average
3835  */
3836 #define UPDATE_TG       0x1
3837 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
3838 #define DO_ATTACH       0x4
3839
3840 /* Update task and its cfs_rq load average */
3841 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
3842 {
3843         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
3844         int decayed;
3845
3846         /*
3847          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
3848          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
3849          */
3850         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
3851                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
3852
3853         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
3854         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
3855
3856         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
3857
3858                 /*
3859                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
3860                  * !last_update_time means we've passed through
3861                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
3862                  *
3863                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
3864                  */
3865                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
3866                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
3867
3868         } else if (decayed) {
3869                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3870
3871                 if (flags & UPDATE_TG)
3872                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
3873         }
3874 }
3875
3876 #ifndef CONFIG_64BIT
3877 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3878 {
3879         u64 last_update_time_copy;
3880         u64 last_update_time;
3881
3882         do {
3883                 last_update_time_copy = cfs_rq->load_last_update_time_copy;
3884                 smp_rmb();
3885                 last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3886         } while (last_update_time != last_update_time_copy);
3887
3888         return last_update_time;
3889 }
3890 #else
3891 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3892 {
3893         return cfs_rq->avg.last_update_time;
3894 }
3895 #endif
3896
3897 /*
3898  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
3899  * the previous rq.
3900  */
3901 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3902 {
3903         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3904         u64 last_update_time;
3905
3906         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3907         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
3908 }
3909
3910 /*
3911  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
3912  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
3913  */
3914 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3915 {
3916         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3917         unsigned long flags;
3918
3919         /*
3920          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
3921          * post_init_entity_util_avg() which will have added things to the
3922          * cfs_rq, so we can remove unconditionally.
3923          */
3924
3925         sync_entity_load_avg(se);
3926
3927         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3928         ++cfs_rq->removed.nr;
3929         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
3930         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
3931         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
3932         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
3933 }
3934
3935 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3936 {
3937         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
3938 }
3939
3940 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3941 {
3942         return cfs_rq->avg.load_avg;
3943 }
3944
3945 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
3946
3947 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
3948 {
3949         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
3950 }
3951
3952 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
3953 {
3954         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
3955
3956         return max(ue.ewma, (ue.enqueued & ~UTIL_AVG_UNCHANGED));
3957 }
3958
3959 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
3960 {
3961         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
3962 }
3963
3964 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
3965 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3966 {
3967         return clamp(task_util_est(p),
3968                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
3969                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
3970 }
3971 #else
3972 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
3973 {
3974         return task_util_est(p);
3975 }
3976 #endif
3977
3978 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3979                                     struct task_struct *p)
3980 {
3981         unsigned int enqueued;
3982
3983         if (!sched_feat(UTIL_EST))
3984                 return;
3985
3986         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
3987         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
3988         enqueued += _task_util_est(p);
3989         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
3990
3991         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
3992 }
3993
3994 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
3995                                     struct task_struct *p)
3996 {
3997         unsigned int enqueued;
3998
3999         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4000                 return;
4001
4002         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4003         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4004         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
4005         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4006
4007         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4008 }
4009
4010 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
4011
4012 /*
4013  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
4014  * based on the observation that:
4015  *
4016  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
4017  *
4018  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
4019  */
4020 static inline bool within_margin(int value, int margin)
4021 {
4022         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
4023 }
4024
4025 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
4026                                    struct task_struct *p,
4027                                    bool task_sleep)
4028 {
4029         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
4030         struct util_est ue;
4031
4032         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4033                 return;
4034
4035         /*
4036          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4037          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4038          */
4039         if (!task_sleep)
4040                 return;
4041
4042         /*
4043          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4044          * skip the util_est update.
4045          */
4046         ue = p->se.avg.util_est;
4047         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4048                 return;
4049
4050         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4051
4052         /*
4053          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4054          * to smooth utilization decreases.
4055          */
4056         ue.enqueued = task_util(p);
4057         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4058                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4059                         ue.ewma = ue.enqueued;
4060                         goto done;
4061                 }
4062         }
4063
4064         /*
4065          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4066          * already ~1% close to its last activation value.
4067          */
4068         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4069         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4070         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4071                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4072                         goto done;
4073
4074                 return;
4075         }
4076
4077         /*
4078          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4079          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4080          */
4081         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4082                 return;
4083
4084         /*
4085          * Update Task's estimated utilization
4086          *
4087          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4088          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4089          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4090          * Weighted Moving Average (EWMA):
4091          *
4092          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4093          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4094          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4095          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4096          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4097          *
4098          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4099          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4100          */
4101         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4102         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4103         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4104 done:
4105         ue.enqueued |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4106         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4107
4108         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4109 }
4110
4111 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p, long capacity)
4112 {
4113         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
4114 }
4115
4116 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4117 {
4118         if (!static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
4119                 return;
4120
4121         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
4122                 rq->misfit_task_load = 0;
4123                 return;
4124         }
4125
4126         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
4127                 rq->misfit_task_load = 0;
4128                 return;
4129         }
4130
4131         /*
4132          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4133          * task_h_load() returns 0.
4134          */
4135         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4136 }
4137
4138 #else /* CONFIG_SMP */
4139
4140 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4141 {
4142         return true;
4143 }
4144
4145 #define UPDATE_TG       0x0
4146 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4147 #define DO_ATTACH       0x0
4148
4149 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4150 {
4151         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4152 }
4153
4154 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4155
4156 static inline void
4157 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4158 static inline void
4159 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4160
4161 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4162 {
4163         return 0;
4164 }
4165
4166 static inline void
4167 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4168
4169 static inline void
4170 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4171
4172 static inline void
4173 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4174                 bool task_sleep) {}
4175 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4176
4177 #endif /* CONFIG_SMP */
4178
4179 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4180 {
4181 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4182         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4183
4184         if (d < 0)
4185                 d = -d;
4186
4187         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4188                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4189 #endif
4190 }
4191
4192 static void
4193 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4194 {
4195         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4196
4197         /*
4198          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4199          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4200          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4201          * stays open at the end.
4202          */
4203         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4204                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4205
4206         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4207         if (!initial) {
4208                 unsigned long thresh = sysctl_sched_latency;
4209
4210                 /*
4211                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4212                  * for a gentler effect of sleepers:
4213                  */
4214                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4215                         thresh >>= 1;
4216
4217                 vruntime -= thresh;
4218         }
4219
4220         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4221         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4222 }
4223
4224 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4225
4226 static inline void check_schedstat_required(void)
4227 {
4228 #ifdef CONFIG_SCHEDSTATS
4229         if (schedstat_enabled())
4230                 return;
4231
4232         /* Force schedstat enabled if a dependent tracepoint is active */
4233         if (trace_sched_stat_wait_enabled()    ||
4234                         trace_sched_stat_sleep_enabled()   ||
4235                         trace_sched_stat_iowait_enabled()  ||
4236                         trace_sched_stat_blocked_enabled() ||
4237                         trace_sched_stat_runtime_enabled())  {
4238                 printk_deferred_once("Scheduler tracepoints stat_sleep, stat_iowait, "
4239                              "stat_blocked and stat_runtime require the "
4240                              "kernel parameter schedstats=enable or "
4241                              "kernel.sched_schedstats=1\n");
4242         }
4243 #endif
4244 }
4245
4246 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4247
4248 /*
4249  * MIGRATION
4250  *
4251  *      dequeue
4252  *        update_curr()
4253  *          update_min_vruntime()
4254  *        vruntime -= min_vruntime
4255  *
4256  *      enqueue
4257  *        update_curr()
4258  *          update_min_vruntime()
4259  *        vruntime += min_vruntime
4260  *
4261  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4262  * min_vruntime are up-to-date.
4263  *
4264  * WAKEUP (remote)
4265  *
4266  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4267  *        vruntime -= min_vruntime
4268  *
4269  *      enqueue
4270  *        update_curr()
4271  *          update_min_vruntime()
4272  *        vruntime += min_vruntime
4273  *
4274  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4275  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4276  */
4277
4278 static void
4279 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4280 {
4281         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4282         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4283
4284         /*
4285          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4286          * update_curr().
4287          */
4288         if (renorm && curr)
4289                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4290
4291         update_curr(cfs_rq);
4292
4293         /*
4294          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4295          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4296          * placed in the past could significantly boost this task to the
4297          * fairness detriment of existing tasks.
4298          */
4299         if (renorm && !curr)
4300                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4301
4302         /*
4303          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4304          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4305          *   - Add its load to cfs_rq->runnable_avg
4306          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4307          *     its group cfs_rq
4308          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4309          */
4310         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4311         se_update_runnable(se);
4312         update_cfs_group(se);
4313         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4314
4315         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4316                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4317
4318         check_schedstat_required();
4319         update_stats_enqueue(cfs_rq, se, flags);
4320         check_spread(cfs_rq, se);
4321         if (!curr)
4322                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4323         se->on_rq = 1;
4324
4325         /*
4326          * When bandwidth control is enabled, cfs might have been removed
4327          * because of a parent been throttled but cfs->nr_running > 1. Try to
4328          * add it unconditionally.
4329          */
4330         if (cfs_rq->nr_running == 1 || cfs_bandwidth_used())
4331                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4332
4333         if (cfs_rq->nr_running == 1)
4334                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4335 }
4336
4337 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4338 {
4339         for_each_sched_entity(se) {
4340                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4341                 if (cfs_rq->last != se)
4342                         break;
4343
4344                 cfs_rq->last = NULL;
4345         }
4346 }
4347
4348 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4349 {
4350         for_each_sched_entity(se) {
4351                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4352                 if (cfs_rq->next != se)
4353                         break;
4354
4355                 cfs_rq->next = NULL;
4356         }
4357 }
4358
4359 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4360 {
4361         for_each_sched_entity(se) {
4362                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4363                 if (cfs_rq->skip != se)
4364                         break;
4365
4366                 cfs_rq->skip = NULL;
4367         }
4368 }
4369
4370 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4371 {
4372         if (cfs_rq->last == se)
4373                 __clear_buddies_last(se);
4374
4375         if (cfs_rq->next == se)
4376                 __clear_buddies_next(se);
4377
4378         if (cfs_rq->skip == se)
4379                 __clear_buddies_skip(se);
4380 }
4381
4382 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4383
4384 static void
4385 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4386 {
4387         /*
4388          * Update run-time statistics of the 'current'.
4389          */
4390         update_curr(cfs_rq);
4391
4392         /*
4393          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4394          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4395          *   - Subtract its load from the cfs_rq->runnable_avg.
4396          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4397          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4398          *     of its group cfs_rq.
4399          */
4400         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4401         se_update_runnable(se);
4402
4403         update_stats_dequeue(cfs_rq, se, flags);
4404
4405         clear_buddies(cfs_rq, se);
4406
4407         if (se != cfs_rq->curr)
4408                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4409         se->on_rq = 0;
4410         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4411
4412         /*
4413          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4414          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4415          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4416          * can move min_vruntime forward still more.
4417          */
4418         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4419                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4420
4421         /* return excess runtime on last dequeue */
4422         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4423
4424         update_cfs_group(se);
4425
4426         /*
4427          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4428          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4429          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4430          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4431          */
4432         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4433                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4434 }
4435
4436 /*
4437  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4438  */
4439 static void
4440 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4441 {
4442         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4443         struct sched_entity *se;
4444         s64 delta;
4445
4446         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4447         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4448         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4449                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4450                 /*
4451                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4452                  * re-elected due to buddy favours.
4453                  */
4454                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4455                 return;
4456         }
4457
4458         /*
4459          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4460          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4461          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4462          */
4463         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4464                 return;
4465
4466         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4467         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4468
4469         if (delta < 0)
4470                 return;
4471
4472         if (delta > ideal_runtime)
4473                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4474 }
4475
4476 static void
4477 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4478 {
4479         /* 'current' is not kept within the tree. */
4480         if (se->on_rq) {
4481                 /*
4482                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4483                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4484                  * runqueue.
4485                  */
4486                 update_stats_wait_end(cfs_rq, se);
4487                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4488                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4489         }
4490
4491         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4492         cfs_rq->curr = se;
4493
4494         /*
4495          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4496          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4497          * when there are only lesser-weight tasks around):
4498          */
4499         if (schedstat_enabled() &&
4500             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4501                 schedstat_set(se->statistics.slice_max,
4502                         max((u64)schedstat_val(se->statistics.slice_max),
4503                             se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4504         }
4505
4506         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4507 }
4508
4509 static int
4510 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4511
4512 /*
4513  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4514  * 1) keep things fair between processes/task groups
4515  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4516  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4517  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4518  */
4519 static struct sched_entity *
4520 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4521 {
4522         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4523         struct sched_entity *se;
4524
4525         /*
4526          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4527          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4528          */
4529         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4530                 left = curr;
4531
4532         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4533
4534         /*
4535          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4536          * be done without getting too unfair.
4537          */
4538         if (cfs_rq->skip == se) {
4539                 struct sched_entity *second;
4540
4541                 if (se == curr) {
4542                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4543                 } else {
4544                         second = __pick_next_entity(se);
4545                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4546                                 second = curr;
4547                 }
4548
4549                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4550                         se = second;
4551         }
4552
4553         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4554                 /*
4555                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4556                  */
4557                 se = cfs_rq->next;
4558         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4559                 /*
4560                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4561                  */
4562                 se = cfs_rq->last;
4563         }
4564
4565         clear_buddies(cfs_rq, se);
4566
4567         return se;
4568 }
4569
4570 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4571
4572 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4573 {
4574         /*
4575          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4576          * was not called and update_curr() has to be done:
4577          */
4578         if (prev->on_rq)
4579                 update_curr(cfs_rq);
4580
4581         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4582         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4583
4584         check_spread(cfs_rq, prev);
4585
4586         if (prev->on_rq) {
4587                 update_stats_wait_start(cfs_rq, prev);
4588                 /* Put 'current' back into the tree. */
4589                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4590                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4591                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4592         }
4593         cfs_rq->curr = NULL;
4594 }
4595
4596 static void
4597 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4598 {
4599         /*
4600          * Update run-time statistics of the 'current'.
4601          */
4602         update_curr(cfs_rq);
4603
4604         /*
4605          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4606          */
4607         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4608         update_cfs_group(curr);
4609
4610 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4611         /*
4612          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4613          * validating it and just reschedule.
4614          */
4615         if (queued) {
4616                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4617                 return;
4618         }
4619         /*
4620          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4621          */
4622         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4623                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4624                 return;
4625 #endif
4626
4627         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4628                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4629 }
4630
4631
4632 /**************************************************
4633  * CFS bandwidth control machinery
4634  */
4635
4636 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4637
4638 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4639 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4640
4641 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4642 {
4643         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4644 }
4645
4646 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4647 {
4648         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4649 }
4650
4651 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4652 {
4653         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4654 }
4655 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4656 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4657 {
4658         return true;
4659 }
4660
4661 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4662 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4663 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4664
4665 /*
4666  * default period for cfs group bandwidth.
4667  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4668  */
4669 static inline u64 default_cfs_period(void)
4670 {
4671         return 100000000ULL;
4672 }
4673
4674 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4675 {
4676         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4677 }
4678
4679 /*
4680  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4681  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4682  * around rq->lock.
4683  *
4684  * requires cfs_b->lock
4685  */
4686 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4687 {
4688         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF)
4689                 cfs_b->runtime = cfs_b->quota;
4690 }
4691
4692 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4693 {
4694         return &tg->cfs_bandwidth;
4695 }
4696
4697 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4698 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4699                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4700 {
4701         u64 min_amount, amount = 0;
4702
4703         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4704
4705         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4706         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4707
4708         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4709                 amount = min_amount;
4710         else {
4711                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4712
4713                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4714                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4715                         cfs_b->runtime -= amount;
4716                         cfs_b->idle = 0;
4717                 }
4718         }
4719
4720         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4721
4722         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4723 }
4724
4725 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4726 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4727 {
4728         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4729         int ret;
4730
4731         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4732         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4733         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4734
4735         return ret;
4736 }
4737
4738 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4739 {
4740         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4741         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4742
4743         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4744                 return;
4745
4746         if (cfs_rq->throttled)
4747                 return;
4748         /*
4749          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4750          * hierarchy can be throttled
4751          */
4752         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4753                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4754 }
4755
4756 static __always_inline
4757 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4758 {
4759         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4760                 return;
4761
4762         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4763 }
4764
4765 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4766 {
4767         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4768 }
4769
4770 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4771 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4772 {
4773         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4774 }
4775
4776 /*
4777  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4778  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4779  * load-balance operations.
4780  */
4781 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4782                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4783 {
4784         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4785
4786         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4787         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4788
4789         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4790                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4791 }
4792
4793 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4794 {
4795         struct rq *rq = data;
4796         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4797
4798         cfs_rq->throttle_count--;
4799         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4800                 cfs_rq->throttled_clock_task_time += rq_clock_task(rq) -
4801                                              cfs_rq->throttled_clock_task;
4802
4803                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
4804                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq) || cfs_rq->nr_running)
4805                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4806         }
4807
4808         return 0;
4809 }
4810
4811 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4812 {
4813         struct rq *rq = data;
4814         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4815
4816         /* group is entering throttled state, stop time */
4817         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4818                 cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(rq);
4819                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4820         }
4821         cfs_rq->throttle_count++;
4822
4823         return 0;
4824 }
4825
4826 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4827 {
4828         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4829         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4830         struct sched_entity *se;
4831         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4832
4833         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4834         /* This will start the period timer if necessary */
4835         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4836                 /*
4837                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4838                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4839                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4840                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4841                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4842                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4843                  */
4844                 dequeue = 0;
4845         } else {
4846                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
4847                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
4848         }
4849         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4850
4851         if (!dequeue)
4852                 return false;  /* Throttle no longer required. */
4853
4854         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
4855
4856         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
4857         rcu_read_lock();
4858         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
4859         rcu_read_unlock();
4860
4861         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4862         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4863         for_each_sched_entity(se) {
4864                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4865                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4866                 if (!se->on_rq)
4867                         goto done;
4868
4869                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
4870
4871                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4872                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4873
4874                 if (qcfs_rq->load.weight) {
4875                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
4876                         se = parent_entity(se);
4877                         break;
4878                 }
4879         }
4880
4881         for_each_sched_entity(se) {
4882                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
4883                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
4884                 if (!se->on_rq)
4885                         goto done;
4886
4887                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
4888                 se_update_runnable(se);
4889
4890                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
4891                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
4892         }
4893
4894         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4895         sub_nr_running(rq, task_delta);
4896
4897 done:
4898         /*
4899          * Note: distribution will already see us throttled via the
4900          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
4901          */
4902         cfs_rq->throttled = 1;
4903         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
4904         return true;
4905 }
4906
4907 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4908 {
4909         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4910         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4911         struct sched_entity *se;
4912         long task_delta, idle_task_delta;
4913
4914         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
4915
4916         cfs_rq->throttled = 0;
4917
4918         update_rq_clock(rq);
4919
4920         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4921         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
4922         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
4923         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4924
4925         /* update hierarchical throttle state */
4926         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
4927
4928         if (!cfs_rq->load.weight)
4929                 return;
4930
4931         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
4932         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
4933         for_each_sched_entity(se) {
4934                 if (se->on_rq)
4935                         break;
4936                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4937                 enqueue_entity(cfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
4938
4939                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4940                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4941
4942                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4943                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4944                         goto unthrottle_throttle;
4945         }
4946
4947         for_each_sched_entity(se) {
4948                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4949
4950                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4951                 se_update_runnable(se);
4952
4953                 cfs_rq->h_nr_running += task_delta;
4954                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
4955
4956
4957                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
4958                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
4959                         goto unthrottle_throttle;
4960
4961                 /*
4962                  * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
4963                  * list. Add it back to not break the leaf list.
4964                  */
4965                 if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
4966                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4967         }
4968
4969         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
4970         add_nr_running(rq, task_delta);
4971
4972 unthrottle_throttle:
4973         /*
4974          * The cfs_rq_throttled() breaks in the above iteration can result in
4975          * incomplete leaf list maintenance, resulting in triggering the
4976          * assertion below.
4977          */
4978         for_each_sched_entity(se) {
4979                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4980
4981                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
4982                         break;
4983         }
4984
4985         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
4986
4987         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
4988         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
4989                 resched_curr(rq);
4990 }
4991
4992 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4993 {
4994         struct cfs_rq *cfs_rq;
4995         u64 runtime, remaining = 1;
4996
4997         rcu_read_lock();
4998         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
4999                                 throttled_list) {
5000                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5001                 struct rq_flags rf;
5002
5003                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5004                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5005                         goto next;
5006
5007                 /* By the above check, this should never be true */
5008                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
5009
5010                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5011                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
5012                 if (runtime > cfs_b->runtime)
5013                         runtime = cfs_b->runtime;
5014                 cfs_b->runtime -= runtime;
5015                 remaining = cfs_b->runtime;
5016                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5017
5018                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
5019
5020                 /* we check whether we're throttled above */
5021                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
5022                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5023
5024 next:
5025                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5026
5027                 if (!remaining)
5028                         break;
5029         }
5030         rcu_read_unlock();
5031 }
5032
5033 /*
5034  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
5035  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
5036  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
5037  * used to track this state.
5038  */
5039 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
5040 {
5041         int throttled;
5042
5043         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
5044         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5045                 goto out_deactivate;
5046
5047         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5048         cfs_b->nr_periods += overrun;
5049
5050         /*
5051          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
5052          * we're going inactive then everything else can be deferred
5053          */
5054         if (cfs_b->idle && !throttled)
5055                 goto out_deactivate;
5056
5057         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5058
5059         if (!throttled) {
5060                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
5061                 cfs_b->idle = 1;
5062                 return 0;
5063         }
5064
5065         /* account preceding periods in which throttling occurred */
5066         cfs_b->nr_throttled += overrun;
5067
5068         /*
5069          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
5070          */
5071         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
5072                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5073                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
5074                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5075                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5076
5077                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5078         }
5079
5080         /*
5081          * While we are ensured activity in the period following an
5082          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
5083          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
5084          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
5085          */
5086         cfs_b->idle = 0;
5087
5088         return 0;
5089
5090 out_deactivate:
5091         return 1;
5092 }
5093
5094 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
5095 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
5096 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5097 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5098 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5099 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5100
5101 /*
5102  * Are we near the end of the current quota period?
5103  *
5104  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5105  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5106  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5107  */
5108 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5109 {
5110         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5111         u64 remaining;
5112
5113         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5114         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5115                 return 1;
5116
5117         /* is a quota refresh about to occur? */
5118         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5119         if (remaining < min_expire)
5120                 return 1;
5121
5122         return 0;
5123 }
5124
5125 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5126 {
5127         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5128
5129         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5130         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5131                 return;
5132
5133         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5134         if (cfs_b->slack_started)
5135                 return;
5136         cfs_b->slack_started = true;
5137
5138         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5139                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5140                         HRTIMER_MODE_REL);
5141 }
5142
5143 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5144 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5145 {
5146         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5147         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5148
5149         if (slack_runtime <= 0)
5150                 return;
5151
5152         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5153         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5154                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5155
5156                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5157                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5158                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5159                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5160         }
5161         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5162
5163         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5164         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5165 }
5166
5167 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5168 {
5169         if (!cfs_bandwidth_used())
5170                 return;
5171
5172         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5173                 return;
5174
5175         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5176 }
5177
5178 /*
5179  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5180  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5181  */
5182 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5183 {
5184         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5185         unsigned long flags;
5186
5187         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5188         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5189         cfs_b->slack_started = false;
5190
5191         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5192                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5193                 return;
5194         }
5195
5196         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5197                 runtime = cfs_b->runtime;
5198
5199         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5200
5201         if (!runtime)
5202                 return;
5203
5204         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5205 }
5206
5207 /*
5208  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5209  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5210  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
5211  */
5212 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5213 {
5214         if (!cfs_bandwidth_used())
5215                 return;
5216
5217         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5218         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5219                 return;
5220
5221         /* ensure the group is not already throttled */
5222         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5223                 return;
5224
5225         /* update runtime allocation */
5226         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5227         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5228                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5229 }
5230
5231 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5232 {
5233         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5234
5235         if (!cfs_bandwidth_used())
5236                 return;
5237
5238         if (!tg->parent)
5239                 return;
5240
5241         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5242         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5243
5244         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5245         cfs_rq->throttled_clock_task = rq_clock_task(cpu_rq(cpu));
5246 }
5247
5248 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5249 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5250 {
5251         if (!cfs_bandwidth_used())
5252                 return false;
5253
5254         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5255                 return false;
5256
5257         /*
5258          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5259          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5260          */
5261         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5262                 return true;
5263
5264         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5265 }
5266
5267 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5268 {
5269         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5270                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5271
5272         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5273
5274         return HRTIMER_NORESTART;
5275 }
5276
5277 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5278
5279 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5280 {
5281         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5282                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5283         unsigned long flags;
5284         int overrun;
5285         int idle = 0;
5286         int count = 0;
5287
5288         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5289         for (;;) {
5290                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5291                 if (!overrun)
5292                         break;
5293
5294                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5295
5296                 if (++count > 3) {
5297                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5298
5299                         /*
5300                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5301                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5302                          * to fail.
5303                          */
5304                         new = old * 2;
5305                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5306                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5307                                 cfs_b->quota *= 2;
5308
5309                                 pr_warn_ratelimited(
5310         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5311                                         smp_processor_id(),
5312                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5313                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5314                         } else {
5315                                 pr_warn_ratelimited(
5316         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5317                                         smp_processor_id(),
5318                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5319                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5320                         }
5321
5322                         /* reset count so we don't come right back in here */
5323                         count = 0;
5324                 }
5325         }
5326         if (idle)
5327                 cfs_b->period_active = 0;
5328         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5329
5330         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5331 }
5332
5333 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5334 {
5335         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5336         cfs_b->runtime = 0;
5337         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5338         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5339
5340         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5341         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5342         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5343         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5344         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5345         cfs_b->slack_started = false;
5346 }
5347
5348 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5349 {
5350         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5351         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5352 }
5353
5354 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5355 {
5356         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5357
5358         if (cfs_b->period_active)
5359                 return;
5360
5361         cfs_b->period_active = 1;
5362         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5363         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5364 }
5365
5366 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5367 {
5368         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5369         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5370                 return;
5371
5372         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5373         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5374 }
5375
5376 /*
5377  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5378  *
5379  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5380  * bits doesn't do much.
5381  */
5382
5383 /* cpu online callback */
5384 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5385 {
5386         struct task_group *tg;
5387
5388         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5389
5390         rcu_read_lock();
5391         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5392                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5393                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5394
5395                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5396                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5397                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5398         }
5399         rcu_read_unlock();
5400 }
5401
5402 /* cpu offline callback */
5403 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5404 {
5405         struct task_group *tg;
5406
5407         lockdep_assert_held(&rq->lock);
5408
5409         rcu_read_lock();
5410         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5411                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5412
5413                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5414                         continue;
5415
5416                 /*
5417                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5418                  * there's some valid quota amount
5419                  */
5420                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5421                 /*
5422                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5423                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5424                  */
5425                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5426
5427                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5428                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5429         }
5430         rcu_read_unlock();
5431 }
5432
5433 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5434
5435 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5436 {
5437         return false;
5438 }
5439
5440 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5441 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5442 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5443 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5444 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5445
5446 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5447 {
5448         return 0;
5449 }
5450
5451 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5452 {
5453         return 0;
5454 }
5455
5456 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5457                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5458 {
5459         return 0;
5460 }
5461
5462 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5463
5464 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5465 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5466 #endif
5467
5468 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5469 {
5470         return NULL;
5471 }
5472 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5473 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5474 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5475
5476 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5477
5478 /**************************************************
5479  * CFS operations on tasks:
5480  */
5481
5482 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5483 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5484 {
5485         struct sched_entity *se = &p->se;
5486         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5487
5488         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5489
5490         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5491                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5492                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5493                 s64 delta = slice - ran;
5494
5495                 if (delta < 0) {
5496                         if (task_current(rq, p))
5497                                 resched_curr(rq);
5498                         return;
5499                 }
5500                 hrtick_start(rq, delta);
5501         }
5502 }
5503
5504 /*
5505  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5506  * current task is from our class and nr_running is low enough
5507  * to matter.
5508  */
5509 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5510 {
5511         struct task_struct *curr = rq->curr;
5512
5513         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5514                 return;
5515
5516         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5517                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5518 }
5519 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5520 static inline void
5521 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5522 {
5523 }
5524
5525 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5526 {
5527 }
5528 #endif
5529
5530 #ifdef CONFIG_SMP
5531 static inline unsigned long cpu_util(int cpu);
5532
5533 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5534 {
5535         return !fits_capacity(cpu_util(cpu), capacity_of(cpu));
5536 }
5537
5538 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5539 {
5540         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5541                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5542                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5543         }
5544 }
5545 #else
5546 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5547 #endif
5548
5549 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5550 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5551 {
5552         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5553                         rq->nr_running);
5554 }
5555
5556 #ifdef CONFIG_SMP
5557 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5558 {
5559         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5560 }
5561 #endif
5562
5563 /*
5564  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5565  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5566  * then put the task into the rbtree:
5567  */
5568 static void
5569 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5570 {
5571         struct cfs_rq *cfs_rq;
5572         struct sched_entity *se = &p->se;
5573         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5574         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5575
5576         /*
5577          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5578          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5579          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5580          * estimated utilization, before we update schedutil.
5581          */
5582         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5583
5584         /*
5585          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5586          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5587          * passed.
5588          */
5589         if (p->in_iowait)
5590                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5591
5592         for_each_sched_entity(se) {
5593                 if (se->on_rq)
5594                         break;
5595                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5596                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5597
5598                 cfs_rq->h_nr_running++;
5599                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5600
5601                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5602                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5603                         goto enqueue_throttle;
5604
5605                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5606         }
5607
5608         for_each_sched_entity(se) {
5609                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5610
5611                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5612                 se_update_runnable(se);
5613                 update_cfs_group(se);
5614
5615                 cfs_rq->h_nr_running++;
5616                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5617
5618                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5619                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5620                         goto enqueue_throttle;
5621
5622                /*
5623                 * One parent has been throttled and cfs_rq removed from the
5624                 * list. Add it back to not break the leaf list.
5625                 */
5626                if (throttled_hierarchy(cfs_rq))
5627                        list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
5628         }
5629
5630         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5631         add_nr_running(rq, 1);
5632
5633         /*
5634          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5635          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5636          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5637          * result in the load balancer ruining all the task placement
5638          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5639          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5640          * overutilized flag detection.
5641          *
5642          * A better way of solving this problem would be to wait for
5643          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5644          * into account, but that is not straightforward to implement,
5645          * and the following generally works well enough in practice.
5646          */
5647         if (!task_new)
5648                 update_overutilized_status(rq);
5649
5650 enqueue_throttle:
5651         if (cfs_bandwidth_used()) {
5652                 /*
5653                  * When bandwidth control is enabled; the cfs_rq_throttled()
5654                  * breaks in the above iteration can result in incomplete
5655                  * leaf list maintenance, resulting in triggering the assertion
5656                  * below.
5657                  */
5658                 for_each_sched_entity(se) {
5659                         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5660
5661                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
5662                                 break;
5663                 }
5664         }
5665
5666         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5667
5668         hrtick_update(rq);
5669 }
5670
5671 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5672
5673 /*
5674  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5675  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5676  * update the fair scheduling stats:
5677  */
5678 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5679 {
5680         struct cfs_rq *cfs_rq;
5681         struct sched_entity *se = &p->se;
5682         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5683         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5684         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5685
5686         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
5687
5688         for_each_sched_entity(se) {
5689                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5690                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5691
5692                 cfs_rq->h_nr_running--;
5693                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5694
5695                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5696                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5697                         goto dequeue_throttle;
5698
5699                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5700                 if (cfs_rq->load.weight) {
5701                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5702                         se = parent_entity(se);
5703                         /*
5704                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5705                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5706                          */
5707                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5708                                 set_next_buddy(se);
5709                         break;
5710                 }
5711                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5712         }
5713
5714         for_each_sched_entity(se) {
5715                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5716
5717                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5718                 se_update_runnable(se);
5719                 update_cfs_group(se);
5720
5721                 cfs_rq->h_nr_running--;
5722                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5723
5724                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5725                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5726                         goto dequeue_throttle;
5727
5728         }
5729
5730         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5731         sub_nr_running(rq, 1);
5732
5733         /* balance early to pull high priority tasks */
5734         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5735                 rq->next_balance = jiffies;
5736
5737 dequeue_throttle:
5738         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
5739         hrtick_update(rq);
5740 }
5741
5742 #ifdef CONFIG_SMP
5743
5744 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5745 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5746 DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_idle_mask);
5747
5748 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5749
5750 static struct {
5751         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5752         atomic_t nr_cpus;
5753         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5754         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5755         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5756 } nohz ____cacheline_aligned;
5757
5758 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5759
5760 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5761 {
5762         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5763 }
5764
5765 /*
5766  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5767  * @cpu: the CPU which load is requested
5768  * @p: the task which load should be discounted
5769  *
5770  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5771  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5772  * CPU.
5773  *
5774  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5775  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5776  * load.
5777  */
5778 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5779 {
5780         struct cfs_rq *cfs_rq;
5781         unsigned int load;
5782
5783         /* Task has no contribution or is new */
5784         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5785                 return cpu_load(rq);
5786
5787         cfs_rq = &rq->cfs;
5788         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5789
5790         /* Discount task's util from CPU's util */
5791         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5792
5793         return load;
5794 }
5795
5796 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5797 {
5798         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5799 }
5800
5801 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5802 {
5803         struct cfs_rq *cfs_rq;
5804         unsigned int runnable;
5805
5806         /* Task has no contribution or is new */
5807         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5808                 return cpu_runnable(rq);
5809
5810         cfs_rq = &rq->cfs;
5811         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5812
5813         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5814         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5815
5816         return runnable;
5817 }
5818
5819 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5820 {
5821         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5822 }
5823
5824 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5825 {
5826         /*
5827          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5828          * jiffy will not have built up many flips.
5829          */
5830         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5831                 current->wakee_flips >>= 1;
5832                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5833         }
5834
5835         if (current->last_wakee != p) {
5836                 current->last_wakee = p;
5837                 current->wakee_flips++;
5838         }
5839 }
5840
5841 /*
5842  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
5843  *
5844  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
5845  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
5846  *
5847  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
5848  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
5849  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
5850  *
5851  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
5852  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
5853  *
5854  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
5855  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
5856  * socket size.
5857  */
5858 static int wake_wide(struct task_struct *p)
5859 {
5860         unsigned int master = current->wakee_flips;
5861         unsigned int slave = p->wakee_flips;
5862         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
5863
5864         if (master < slave)
5865                 swap(master, slave);
5866         if (slave < factor || master < slave * factor)
5867                 return 0;
5868         return 1;
5869 }
5870
5871 /*
5872  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
5873  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
5874  * CPU.
5875  *
5876  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
5877  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
5878  *
5879  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
5880  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
5881  *                        for the overloaded case.
5882  */
5883 static int
5884 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5885 {
5886         /*
5887          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
5888          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
5889          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
5890          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
5891          *
5892          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
5893          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
5894          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
5895          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
5896          * on one CPU.
5897          */
5898         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
5899                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
5900
5901         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
5902                 return this_cpu;
5903
5904         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
5905                 return prev_cpu;
5906
5907         return nr_cpumask_bits;
5908 }
5909
5910 static int
5911 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5912                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5913 {
5914         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
5915         unsigned long task_load;
5916
5917         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
5918
5919         if (sync) {
5920                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
5921
5922                 if (current_load > this_eff_load)
5923                         return this_cpu;
5924
5925                 this_eff_load -= current_load;
5926         }
5927
5928         task_load = task_h_load(p);
5929
5930         this_eff_load += task_load;
5931         if (sched_feat(WA_BIAS))
5932                 this_eff_load *= 100;
5933         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
5934
5935         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
5936         prev_eff_load -= task_load;
5937         if (sched_feat(WA_BIAS))
5938                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
5939         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
5940
5941         /*
5942          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
5943          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
5944          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
5945          * idle.
5946          */
5947         if (sync)
5948                 prev_eff_load += 1;
5949
5950         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
5951 }
5952
5953 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
5954                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
5955 {
5956         int target = nr_cpumask_bits;
5957
5958         if (sched_feat(WA_IDLE))
5959                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
5960
5961         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
5962                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
5963
5964         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine_attempts);
5965         if (target == nr_cpumask_bits)
5966                 return prev_cpu;
5967
5968         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
5969         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_wakeups_affine);
5970         return target;
5971 }
5972
5973 static struct sched_group *
5974 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
5975
5976 /*
5977  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
5978  */
5979 static int
5980 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
5981 {
5982         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
5983         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
5984         u64 latest_idle_timestamp = 0;
5985         int least_loaded_cpu = this_cpu;
5986         int shallowest_idle_cpu = -1;
5987         int i;
5988
5989         /* Check if we have any choice: */
5990         if (group->group_weight == 1)
5991                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
5992
5993         /* Traverse only the allowed CPUs */
5994         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
5995                 if (sched_idle_cpu(i))
5996                         return i;
5997
5998                 if (available_idle_cpu(i)) {
5999                         struct rq *rq = cpu_rq(i);
6000                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
6001                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
6002                                 /*
6003                                  * We give priority to a CPU whose idle state
6004                                  * has the smallest exit latency irrespective
6005                                  * of any idle timestamp.
6006                                  */
6007                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
6008                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6009                                 shallowest_idle_cpu = i;
6010                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
6011                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
6012                                 /*
6013                                  * If equal or no active idle state, then
6014                                  * the most recently idled CPU might have
6015                                  * a warmer cache.
6016                                  */
6017                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6018                                 shallowest_idle_cpu = i;
6019                         }
6020                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
6021                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
6022                         if (load < min_load) {
6023                                 min_load = load;
6024                                 least_loaded_cpu = i;
6025                         }
6026                 }
6027         }
6028
6029         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
6030 }
6031
6032 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6033                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
6034 {
6035         int new_cpu = cpu;
6036
6037         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
6038                 return prev_cpu;
6039
6040         /*
6041          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
6042          * prev_cpu's last_update_time.
6043          */
6044         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
6045                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6046
6047         while (sd) {
6048                 struct sched_group *group;
6049                 struct sched_domain *tmp;
6050                 int weight;
6051
6052                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6053                         sd = sd->child;
6054                         continue;
6055                 }
6056
6057                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
6058                 if (!group) {
6059                         sd = sd->child;
6060                         continue;
6061                 }
6062
6063                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
6064                 if (new_cpu == cpu) {
6065                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
6066                         sd = sd->child;
6067                         continue;
6068                 }
6069
6070                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
6071                 cpu = new_cpu;
6072                 weight = sd->span_weight;
6073                 sd = NULL;
6074                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6075                         if (weight <= tmp->span_weight)
6076                                 break;
6077                         if (tmp->flags & sd_flag)
6078                                 sd = tmp;
6079                 }
6080         }
6081
6082         return new_cpu;
6083 }
6084
6085 static inline int __select_idle_cpu(int cpu)
6086 {
6087         if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6088                 return cpu;
6089
6090         return -1;
6091 }
6092
6093 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6094 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
6095 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
6096
6097 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6098 {
6099         struct sched_domain_shared *sds;
6100
6101         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6102         if (sds)
6103                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
6104 }
6105
6106 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6107 {
6108         struct sched_domain_shared *sds;
6109
6110         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6111         if (sds)
6112                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6113
6114         return def;
6115 }
6116
6117 /*
6118  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6119  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6120  *
6121  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6122  * state should be fairly cheap.
6123  */
6124 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6125 {
6126         int core = cpu_of(rq);
6127         int cpu;
6128
6129         rcu_read_lock();
6130         if (test_idle_cores(core, true))
6131                 goto unlock;
6132
6133         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6134                 if (cpu == core)
6135                         continue;
6136
6137                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6138                         goto unlock;
6139         }
6140
6141         set_idle_cores(core, 1);
6142 unlock:
6143         rcu_read_unlock();
6144 }
6145
6146 /*
6147  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6148  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6149  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6150  */
6151 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6152 {
6153         bool idle = true;
6154         int cpu;
6155
6156         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present))
6157                 return __select_idle_cpu(core);
6158
6159         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6160                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6161                         idle = false;
6162                         if (*idle_cpu == -1) {
6163                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
6164                                         *idle_cpu = cpu;
6165                                         break;
6166                                 }
6167                                 continue;
6168                         }
6169                         break;
6170                 }
6171                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6172                         *idle_cpu = cpu;
6173         }
6174
6175         if (idle)
6176                 return core;
6177
6178         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6179         return -1;
6180 }
6181
6182 /*
6183  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6184  */
6185 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6186 {
6187         int cpu;
6188
6189         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(target)) {
6190                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr) ||
6191                     !cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6192                         continue;
6193                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6194                         return cpu;
6195         }
6196
6197         return -1;
6198 }
6199
6200 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6201
6202 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6203 {
6204 }
6205
6206 static inline bool test_idle_cores(int cpu, bool def)
6207 {
6208         return def;
6209 }
6210
6211 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6212 {
6213         return __select_idle_cpu(core);
6214 }
6215
6216 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6217 {
6218         return -1;
6219 }
6220
6221 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6222
6223 /*
6224  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6225  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6226  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6227  */
6228 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
6229 {
6230         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6231         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
6232         int this = smp_processor_id();
6233         struct sched_domain *this_sd;
6234         u64 time;
6235
6236         this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6237         if (!this_sd)
6238                 return -1;
6239
6240         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6241
6242         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6243                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
6244
6245                 /*
6246                  * Due to large variance we need a large fuzz factor;
6247                  * hackbench in particularly is sensitive here.
6248                  */
6249                 avg_idle = this_rq()->avg_idle / 512;
6250                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6251
6252                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6253                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6254                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6255                 else
6256                         nr = 4;
6257
6258                 time = cpu_clock(this);
6259         }
6260
6261         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6262                 if (has_idle_core) {
6263                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
6264                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6265                                 return i;
6266
6267                 } else {
6268                         if (!--nr)
6269                                 return -1;
6270                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu);
6271                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
6272                                 break;
6273                 }
6274         }
6275
6276         if (has_idle_core)
6277                 set_idle_cores(target, false);
6278
6279         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6280                 time = cpu_clock(this) - time;
6281                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6282         }
6283
6284         return idle_cpu;
6285 }
6286
6287 /*
6288  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6289  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6290  * maximize capacity.
6291  */
6292 static int
6293 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6294 {
6295         unsigned long task_util, best_cap = 0;
6296         int cpu, best_cpu = -1;
6297         struct cpumask *cpus;
6298
6299         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_idle_mask);
6300         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6301
6302         task_util = uclamp_task_util(p);
6303
6304         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6305                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6306
6307                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6308                         continue;
6309                 if (fits_capacity(task_util, cpu_cap))
6310                         return cpu;
6311
6312                 if (cpu_cap > best_cap) {
6313                         best_cap = cpu_cap;
6314                         best_cpu = cpu;
6315                 }
6316         }
6317
6318         return best_cpu;
6319 }
6320
6321 static inline bool asym_fits_capacity(int task_util, int cpu)
6322 {
6323         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity))
6324                 return fits_capacity(task_util, capacity_of(cpu));
6325
6326         return true;
6327 }
6328
6329 /*
6330  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6331  */
6332 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6333 {
6334         bool has_idle_core = false;
6335         struct sched_domain *sd;
6336         unsigned long task_util;
6337         int i, recent_used_cpu;
6338
6339         /*
6340          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6341          * that the task fits with cpu's capacity.
6342          */
6343         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6344                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6345                 task_util = uclamp_task_util(p);
6346         }
6347
6348         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6349             asym_fits_capacity(task_util, target))
6350                 return target;
6351
6352         /*
6353          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6354          */
6355         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6356             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6357             asym_fits_capacity(task_util, prev))
6358                 return prev;
6359
6360         /*
6361          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6362          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6363          * The assumption is that the wakee queued work for the
6364          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6365          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6366          * pattern is IO completions.
6367          */
6368         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6369             prev == smp_processor_id() &&
6370             this_rq()->nr_running <= 1) {
6371                 return prev;
6372         }
6373
6374         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6375         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6376         if (recent_used_cpu != prev &&
6377             recent_used_cpu != target &&
6378             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6379             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6380             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6381             asym_fits_capacity(task_util, recent_used_cpu)) {
6382                 /*
6383                  * Replace recent_used_cpu with prev as it is a potential
6384                  * candidate for the next wake:
6385                  */
6386                 p->recent_used_cpu = prev;
6387                 return recent_used_cpu;
6388         }
6389
6390         /*
6391          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6392          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6393          */
6394         if (static_branch_unlikely(&sched_asym_cpucapacity)) {
6395                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6396                 /*
6397                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6398                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6399                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6400                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6401                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6402                  * capacity path.
6403                  */
6404                 if (sd) {
6405                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6406                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6407                 }
6408         }
6409
6410         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6411         if (!sd)
6412                 return target;
6413
6414         if (sched_smt_active()) {
6415                 has_idle_core = test_idle_cores(target, false);
6416
6417                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
6418                         i = select_idle_smt(p, sd, prev);
6419                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6420                                 return i;
6421                 }
6422         }
6423
6424         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
6425         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6426                 return i;
6427
6428         return target;
6429 }
6430
6431 /**
6432  * cpu_util - Estimates the amount of capacity of a CPU used by CFS tasks.
6433  * @cpu: the CPU to get the utilization of
6434  *
6435  * The unit of the return value must be the one of capacity so we can compare
6436  * the utilization with the capacity of the CPU that is available for CFS task
6437  * (ie cpu_capacity).
6438  *
6439  * cfs_rq.avg.util_avg is the sum of running time of runnable tasks plus the
6440  * recent utilization of currently non-runnable tasks on a CPU. It represents
6441  * the amount of utilization of a CPU in the range [0..capacity_orig] where
6442  * capacity_orig is the cpu_capacity available at the highest frequency
6443  * (arch_scale_freq_capacity()).
6444  * The utilization of a CPU converges towards a sum equal to or less than the
6445  * current capacity (capacity_curr <= capacity_orig) of the CPU because it is
6446  * the running time on this CPU scaled by capacity_curr.
6447  *
6448  * The estimated utilization of a CPU is defined to be the maximum between its
6449  * cfs_rq.avg.util_avg and the sum of the estimated utilization of the tasks
6450  * currently RUNNABLE on that CPU.
6451  * This allows to properly represent the expected utilization of a CPU which
6452  * has just got a big task running since a long sleep period. At the same time
6453  * however it preserves the benefits of the "blocked utilization" in
6454  * describing the potential for other tasks waking up on the same CPU.
6455  *
6456  * Nevertheless, cfs_rq.avg.util_avg can be higher than capacity_curr or even
6457  * higher than capacity_orig because of unfortunate rounding in
6458  * cfs.avg.util_avg or just after migrating tasks and new task wakeups until
6459  * the average stabilizes with the new running time. We need to check that the
6460  * utilization stays within the range of [0..capacity_orig] and cap it if
6461  * necessary. Without utilization capping, a group could be seen as overloaded
6462  * (CPU0 utilization at 121% + CPU1 utilization at 80%) whereas CPU1 has 20% of
6463  * available capacity. We allow utilization to overshoot capacity_curr (but not
6464  * capacity_orig) as it useful for predicting the capacity required after task
6465  * migrations (scheduler-driven DVFS).
6466  *
6467  * Return: the (estimated) utilization for the specified CPU
6468  */
6469 static inline unsigned long cpu_util(int cpu)
6470 {
6471         struct cfs_rq *cfs_rq;
6472         unsigned int util;
6473
6474         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6475         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6476
6477         if (sched_feat(UTIL_EST))
6478                 util = max(util, READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued));
6479
6480         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6481 }
6482
6483 /*
6484  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6485  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6486  * @p: the task which utilization should be discounted
6487  *
6488  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6489  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6490  * execution on that CPU.
6491  *
6492  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6493  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6494  * contributing to the CPU utilization.
6495  */
6496 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6497 {
6498         struct cfs_rq *cfs_rq;
6499         unsigned int util;
6500
6501         /* Task has no contribution or is new */
6502         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6503                 return cpu_util(cpu);
6504
6505         cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6506         util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6507
6508         /* Discount task's util from CPU's util */
6509         lsub_positive(&util, task_util(p));
6510
6511         /*
6512          * Covered cases:
6513          *
6514          * a) if *p is the only task sleeping on this CPU, then:
6515          *      cpu_util (== task_util) > util_est (== 0)
6516          *    and thus we return:
6517          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) = 0
6518          *
6519          * b) if other tasks are SLEEPING on this CPU, which is now exiting
6520          *    IDLE, then:
6521          *      cpu_util >= task_util
6522          *      cpu_util > util_est (== 0)
6523          *    and thus we discount *p's blocked utilization to return:
6524          *      cpu_util_without = (cpu_util - task_util) >= 0
6525          *
6526          * c) if other tasks are RUNNABLE on that CPU and
6527          *      util_est > cpu_util
6528          *    then we use util_est since it returns a more restrictive
6529          *    estimation of the spare capacity on that CPU, by just
6530          *    considering the expected utilization of tasks already
6531          *    runnable on that CPU.
6532          *
6533          * Cases a) and b) are covered by the above code, while case c) is
6534          * covered by the following code when estimated utilization is
6535          * enabled.
6536          */
6537         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6538                 unsigned int estimated =
6539                         READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6540
6541                 /*
6542                  * Despite the following checks we still have a small window
6543                  * for a possible race, when an execl's select_task_rq_fair()
6544                  * races with LB's detach_task():
6545                  *
6546                  *   detach_task()
6547                  *     p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6548                  *     ---------------------------------- A
6549                  *     deactivate_task()                   \
6550                  *       dequeue_task()                     + RaceTime
6551                  *         util_est_dequeue()              /
6552                  *     ---------------------------------- B
6553                  *
6554                  * The additional check on "current == p" it's required to
6555                  * properly fix the execl regression and it helps in further
6556                  * reducing the chances for the above race.
6557                  */
6558                 if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6559                         lsub_positive(&estimated, _task_util_est(p));
6560
6561                 util = max(util, estimated);
6562         }
6563
6564         /*
6565          * Utilization (estimated) can exceed the CPU capacity, thus let's
6566          * clamp to the maximum CPU capacity to ensure consistency with
6567          * the cpu_util call.
6568          */
6569         return min_t(unsigned long, util, capacity_orig_of(cpu));
6570 }
6571
6572 /*
6573  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was migrated (and enqueued)
6574  * to @dst_cpu.
6575  */
6576 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6577 {
6578         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6579         unsigned long util_est, util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6580
6581         /*
6582          * If @p migrates from @cpu to another, remove its contribution. Or,
6583          * if @p migrates from another CPU to @cpu, add its contribution. In
6584          * the other cases, @cpu is not impacted by the migration, so the
6585          * util_avg should already be correct.
6586          */
6587         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6588                 lsub_positive(&util, task_util(p));
6589         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6590                 util += task_util(p);
6591
6592         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6593                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6594
6595                 /*
6596                  * During wake-up, the task isn't enqueued yet and doesn't
6597                  * appear in the cfs_rq->avg.util_est.enqueued of any rq,
6598                  * so just add it (if needed) to "simulate" what will be
6599                  * cpu_util() after the task has been enqueued.
6600                  */
6601                 if (dst_cpu == cpu)
6602                         util_est += _task_util_est(p);
6603
6604                 util = max(util, util_est);
6605         }
6606
6607         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6608 }
6609
6610 /*
6611  * compute_energy(): Estimates the energy that @pd would consume if @p was
6612  * migrated to @dst_cpu. compute_energy() predicts what will be the utilization
6613  * landscape of @pd's CPUs after the task migration, and uses the Energy Model
6614  * to compute what would be the energy if we decided to actually migrate that
6615  * task.
6616  */
6617 static long
6618 compute_energy(struct task_struct *p, int dst_cpu, struct perf_domain *pd)
6619 {
6620         struct cpumask *pd_mask = perf_domain_span(pd);
6621         unsigned long cpu_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpumask_first(pd_mask));
6622         unsigned long max_util = 0, sum_util = 0;
6623         int cpu;
6624
6625         /*
6626          * The capacity state of CPUs of the current rd can be driven by CPUs
6627          * of another rd if they belong to the same pd. So, account for the
6628          * utilization of these CPUs too by masking pd with cpu_online_mask
6629          * instead of the rd span.
6630          *
6631          * If an entire pd is outside of the current rd, it will not appear in
6632          * its pd list and will not be accounted by compute_energy().
6633          */
6634         for_each_cpu_and(cpu, pd_mask, cpu_online_mask) {
6635                 unsigned long util_freq = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6636                 unsigned long cpu_util, util_running = util_freq;
6637                 struct task_struct *tsk = NULL;
6638
6639                 /*
6640                  * When @p is placed on @cpu:
6641                  *
6642                  * util_running = max(cpu_util, cpu_util_est) +
6643                  *                max(task_util, _task_util_est)
6644                  *
6645                  * while cpu_util_next is: max(cpu_util + task_util,
6646                  *                             cpu_util_est + _task_util_est)
6647                  */
6648                 if (cpu == dst_cpu) {
6649                         tsk = p;
6650                         util_running =
6651                                 cpu_util_next(cpu, p, -1) + task_util_est(p);
6652                 }
6653
6654                 /*
6655                  * Busy time computation: utilization clamping is not
6656                  * required since the ratio (sum_util / cpu_capacity)
6657                  * is already enough to scale the EM reported power
6658                  * consumption at the (eventually clamped) cpu_capacity.
6659                  */
6660                 sum_util += effective_cpu_util(cpu, util_running, cpu_cap,
6661                                                ENERGY_UTIL, NULL);
6662
6663                 /*
6664                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6665                  * must be considered since it affects the selection
6666                  * of the performance domain frequency.
6667                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6668                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6669                  */
6670                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util_freq, cpu_cap,
6671                                               FREQUENCY_UTIL, tsk);
6672                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6673         }
6674
6675         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, sum_util);
6676 }
6677
6678 /*
6679  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6680  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6681  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6682  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6683  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6684  *
6685  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6686  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6687  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6688  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6689  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6690  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6691  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6692  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6693  * the best candidates of the performance domain.
6694  *
6695  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6696  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6697  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6698  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6699  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6700  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6701  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6702  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6703  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6704  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6705  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6706  *
6707  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6708  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6709  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6710  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6711  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6712  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6713  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6714  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6715  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6716  */
6717 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6718 {
6719         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6720         struct root_domain *rd = cpu_rq(smp_processor_id())->rd;
6721         unsigned long cpu_cap, util, base_energy = 0;
6722         int cpu, best_energy_cpu = prev_cpu;
6723         struct sched_domain *sd;
6724         struct perf_domain *pd;
6725
6726         rcu_read_lock();
6727         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6728         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6729                 goto fail;
6730
6731         /*
6732          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6733          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6734          */
6735         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6736         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6737                 sd = sd->parent;
6738         if (!sd)
6739                 goto fail;
6740
6741         sync_entity_load_avg(&p->se);
6742         if (!task_util_est(p))
6743                 goto unlock;
6744
6745         for (; pd; pd = pd->next) {
6746                 unsigned long cur_delta, spare_cap, max_spare_cap = 0;
6747                 unsigned long base_energy_pd;
6748                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6749
6750                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6751                 base_energy_pd = compute_energy(p, -1, pd);
6752                 base_energy += base_energy_pd;
6753
6754                 for_each_cpu_and(cpu, perf_domain_span(pd), sched_domain_span(sd)) {
6755                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6756                                 continue;
6757
6758                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6759                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6760                         spare_cap = cpu_cap;
6761                         lsub_positive(&spare_cap, util);
6762
6763                         /*
6764                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6765                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6766                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6767                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6768                          * aligned with sched_cpu_util().
6769                          */
6770                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6771                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6772                                 continue;
6773
6774                         /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6775                         if (cpu == prev_cpu) {
6776                                 prev_delta = compute_energy(p, prev_cpu, pd);
6777                                 prev_delta -= base_energy_pd;
6778                                 best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6779                         }
6780
6781                         /*
6782                          * Find the CPU with the maximum spare capacity in
6783                          * the performance domain
6784                          */
6785                         if (spare_cap > max_spare_cap) {
6786                                 max_spare_cap = spare_cap;
6787                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6788                         }
6789                 }
6790
6791                 /* Evaluate the energy impact of using this CPU. */
6792                 if (max_spare_cap_cpu >= 0 && max_spare_cap_cpu != prev_cpu) {
6793                         cur_delta = compute_energy(p, max_spare_cap_cpu, pd);
6794                         cur_delta -= base_energy_pd;
6795                         if (cur_delta < best_delta) {
6796                                 best_delta = cur_delta;
6797                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6798                         }
6799                 }
6800         }
6801 unlock:
6802         rcu_read_unlock();
6803
6804         /*
6805          * Pick the best CPU if prev_cpu cannot be used, or if it saves at
6806          * least 6% of the energy used by prev_cpu.
6807          */
6808         if (prev_delta == ULONG_MAX)
6809                 return best_energy_cpu;
6810
6811         if ((prev_delta - best_delta) > ((prev_delta + base_energy) >> 4))
6812                 return best_energy_cpu;
6813
6814         return prev_cpu;
6815
6816 fail:
6817         rcu_read_unlock();
6818
6819         return -1;
6820 }
6821
6822 /*
6823  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
6824  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
6825  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
6826  *
6827  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
6828  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
6829  *
6830  * Returns the target CPU number.
6831  *
6832  * preempt must be disabled.
6833  */
6834 static int
6835 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
6836 {
6837         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
6838         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
6839         int cpu = smp_processor_id();
6840         int new_cpu = prev_cpu;
6841         int want_affine = 0;
6842         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
6843         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
6844
6845         if (wake_flags & WF_TTWU) {
6846                 record_wakee(p);
6847
6848                 if (sched_energy_enabled()) {
6849                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
6850                         if (new_cpu >= 0)
6851                                 return new_cpu;
6852                         new_cpu = prev_cpu;
6853                 }
6854
6855                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
6856         }
6857
6858         rcu_read_lock();
6859         for_each_domain(cpu, tmp) {
6860                 /*
6861                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
6862                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
6863                  */
6864                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
6865                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
6866                         if (cpu != prev_cpu)
6867                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
6868
6869                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
6870                         break;
6871                 }
6872
6873                 if (tmp->flags & sd_flag)
6874                         sd = tmp;
6875                 else if (!want_affine)
6876                         break;
6877         }
6878
6879         if (unlikely(sd)) {
6880                 /* Slow path */
6881                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
6882         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
6883                 /* Fast path */
6884                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
6885
6886                 if (want_affine)
6887                         current->recent_used_cpu = cpu;
6888         }
6889         rcu_read_unlock();
6890
6891         return new_cpu;
6892 }
6893
6894 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se);
6895
6896 /*
6897  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
6898  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
6899  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
6900  */
6901 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
6902 {
6903         /*
6904          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
6905          * deal with this by subtracting the old and adding the new
6906          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
6907          * the task on the new runqueue.
6908          */
6909         if (p->state == TASK_WAKING) {
6910                 struct sched_entity *se = &p->se;
6911                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
6912                 u64 min_vruntime;
6913
6914 #ifndef CONFIG_64BIT
6915                 u64 min_vruntime_copy;
6916
6917                 do {
6918                         min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime_copy;
6919                         smp_rmb();
6920                         min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6921                 } while (min_vruntime != min_vruntime_copy);
6922 #else
6923                 min_vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
6924 #endif
6925
6926                 se->vruntime -= min_vruntime;
6927         }
6928
6929         if (p->on_rq == TASK_ON_RQ_MIGRATING) {
6930                 /*
6931                  * In case of TASK_ON_RQ_MIGRATING we in fact hold the 'old'
6932                  * rq->lock and can modify state directly.
6933                  */
6934                 lockdep_assert_held(&task_rq(p)->lock);
6935                 detach_entity_cfs_rq(&p->se);
6936
6937         } else {
6938                 /*
6939                  * We are supposed to update the task to "current" time, then
6940                  * its up to date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we
6941                  * have difficulty in getting what current time is, so simply
6942                  * throw away the out-of-date time. This will result in the
6943                  * wakee task is less decayed, but giving the wakee more load
6944                  * sounds not bad.
6945                  */
6946                 remove_entity_load_avg(&p->se);
6947         }
6948
6949         /* Tell new CPU we are migrated */
6950         p->se.avg.last_update_time = 0;
6951
6952         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
6953         p->se.exec_start = 0;
6954
6955         update_scan_period(p, new_cpu);
6956 }
6957
6958 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
6959 {
6960         remove_entity_load_avg(&p->se);
6961 }
6962
6963 static int
6964 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
6965 {
6966         if (rq->nr_running)
6967                 return 1;
6968
6969         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
6970 }
6971 #endif /* CONFIG_SMP */
6972
6973 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
6974 {
6975         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
6976
6977         /*
6978          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
6979          * to virtual-time in his units.
6980          *
6981          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
6982          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
6983          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
6984          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
6985          * be smaller, again penalizing the lighter task.
6986          *
6987          * This is especially important for buddies when the leftmost
6988          * task is higher priority than the buddy.
6989          */
6990         return calc_delta_fair(gran, se);
6991 }
6992
6993 /*
6994  * Should 'se' preempt 'curr'.
6995  *
6996  *             |s1
6997  *        |s2
6998  *   |s3
6999  *         g
7000  *      |<--->|c
7001  *
7002  *  w(c, s1) = -1
7003  *  w(c, s2) =  0
7004  *  w(c, s3) =  1
7005  *
7006  */
7007 static int
7008 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
7009 {
7010         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
7011
7012         if (vdiff <= 0)
7013                 return -1;
7014
7015         gran = wakeup_gran(se);
7016         if (vdiff > gran)
7017                 return 1;
7018
7019         return 0;
7020 }
7021
7022 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
7023 {
7024         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
7025                 return;
7026
7027         for_each_sched_entity(se) {
7028                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7029                         return;
7030                 cfs_rq_of(se)->last = se;
7031         }
7032 }
7033
7034 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
7035 {
7036         if (entity_is_task(se) && unlikely(task_has_idle_policy(task_of(se))))
7037                 return;
7038
7039         for_each_sched_entity(se) {
7040                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7041                         return;
7042                 cfs_rq_of(se)->next = se;
7043         }
7044 }
7045
7046 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
7047 {
7048         for_each_sched_entity(se)
7049                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
7050 }
7051
7052 /*
7053  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
7054  */
7055 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
7056 {
7057         struct task_struct *curr = rq->curr;
7058         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
7059         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7060         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
7061         int next_buddy_marked = 0;
7062
7063         if (unlikely(se == pse))
7064                 return;
7065
7066         /*
7067          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
7068          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
7069          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
7070          * next-buddy nomination below.
7071          */
7072         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
7073                 return;
7074
7075         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
7076                 set_next_buddy(pse);
7077                 next_buddy_marked = 1;
7078         }
7079
7080         /*
7081          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
7082          * wake up path.
7083          *
7084          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
7085          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
7086          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
7087          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
7088          * below.
7089          */
7090         if (test_tsk_need_resched(curr))
7091                 return;
7092
7093         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
7094         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
7095             likely(!task_has_idle_policy(p)))
7096                 goto preempt;
7097
7098         /*
7099          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
7100          * is driven by the tick):
7101          */
7102         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
7103                 return;
7104
7105         find_matching_se(&se, &pse);
7106         update_curr(cfs_rq_of(se));
7107         BUG_ON(!pse);
7108         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
7109                 /*
7110                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
7111                  * triggering this preemption.
7112                  */
7113                 if (!next_buddy_marked)
7114                         set_next_buddy(pse);
7115                 goto preempt;
7116         }
7117
7118         return;
7119
7120 preempt:
7121         resched_curr(rq);
7122         /*
7123          * Only set the backward buddy when the current task is still
7124          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
7125          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
7126          * point, either of which can * drop the rq lock.
7127          *
7128          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
7129          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
7130          */
7131         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
7132                 return;
7133
7134         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
7135                 set_last_buddy(se);
7136 }
7137
7138 struct task_struct *
7139 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7140 {
7141         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7142         struct sched_entity *se;
7143         struct task_struct *p;
7144         int new_tasks;
7145
7146 again:
7147         if (!sched_fair_runnable(rq))
7148                 goto idle;
7149
7150 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7151         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7152                 goto simple;
7153
7154         /*
7155          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7156          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7157          *
7158          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7159          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7160          */
7161
7162         do {
7163                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7164
7165                 /*
7166                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7167                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7168                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7169                  * forget we've ever seen it.
7170                  */
7171                 if (curr) {
7172                         if (curr->on_rq)
7173                                 update_curr(cfs_rq);
7174                         else
7175                                 curr = NULL;
7176
7177                         /*
7178                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7179                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7180                          * Therefore the nr_running test will indeed
7181                          * be correct.
7182                          */
7183                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7184                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7185
7186                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7187                                         goto idle;
7188
7189                                 goto simple;
7190                         }
7191                 }
7192
7193                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7194                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7195         } while (cfs_rq);
7196
7197         p = task_of(se);
7198
7199         /*
7200          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7201          * is a different task than we started out with, try and touch the
7202          * least amount of cfs_rqs.
7203          */
7204         if (prev != p) {
7205                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7206
7207                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7208                         int se_depth = se->depth;
7209                         int pse_depth = pse->depth;
7210
7211                         if (se_depth <= pse_depth) {
7212                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7213                                 pse = parent_entity(pse);
7214                         }
7215                         if (se_depth >= pse_depth) {
7216                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7217                                 se = parent_entity(se);
7218                         }
7219                 }
7220
7221                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7222                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7223         }
7224
7225         goto done;
7226 simple:
7227 #endif
7228         if (prev)
7229                 put_prev_task(rq, prev);
7230
7231         do {
7232                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7233                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7234                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7235         } while (cfs_rq);
7236
7237         p = task_of(se);
7238
7239 done: __maybe_unused;
7240 #ifdef CONFIG_SMP
7241         /*
7242          * Move the next running task to the front of
7243          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7244          * one.
7245          */
7246         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7247 #endif
7248
7249         if (hrtick_enabled_fair(rq))
7250                 hrtick_start_fair(rq, p);
7251
7252         update_misfit_status(p, rq);
7253
7254         return p;
7255
7256 idle:
7257         if (!rf)
7258                 return NULL;
7259
7260         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7261
7262         /*
7263          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7264          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7265          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7266          */
7267         if (new_tasks < 0)
7268                 return RETRY_TASK;
7269
7270         if (new_tasks > 0)
7271                 goto again;
7272
7273         /*
7274          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7275          * lost_idle_time of clock_pelt
7276          */
7277         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7278
7279         return NULL;
7280 }
7281
7282 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7283 {
7284         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7285 }
7286
7287 /*
7288  * Account for a descheduled task:
7289  */
7290 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7291 {
7292         struct sched_entity *se = &prev->se;
7293         struct cfs_rq *cfs_rq;
7294
7295         for_each_sched_entity(se) {
7296                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7297                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7298         }
7299 }
7300
7301 /*
7302  * sched_yield() is very simple
7303  *
7304  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7305  */
7306 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7307 {
7308         struct task_struct *curr = rq->curr;
7309         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7310         struct sched_entity *se = &curr->se;
7311
7312         /*
7313          * Are we the only task in the tree?
7314          */
7315         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7316                 return;
7317
7318         clear_buddies(cfs_rq, se);
7319
7320         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7321                 update_rq_clock(rq);
7322                 /*
7323                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7324                  */
7325                 update_curr(cfs_rq);
7326                 /*
7327                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7328                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7329                  * and double the fastpath cost.
7330                  */
7331                 rq_clock_skip_update(rq);
7332         }
7333
7334         set_skip_buddy(se);
7335 }
7336
7337 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7338 {
7339         struct sched_entity *se = &p->se;
7340
7341         /* throttled hierarchies are not runnable */
7342         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7343                 return false;
7344
7345         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7346         set_next_buddy(se);
7347
7348         yield_task_fair(rq);
7349
7350         return true;
7351 }
7352
7353 #ifdef CONFIG_SMP
7354 /**************************************************
7355  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7356  *
7357  * BASICS
7358  *
7359  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7360  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7361  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7362  *
7363  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7364  *
7365  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7366  * W_i,0 is defined as:
7367  *
7368  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7369  *
7370  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7371  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7372  *
7373  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7374  * weight:
7375  *
7376  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7377  *
7378  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7379  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7380  * can also include other factors [XXX].
7381  *
7382  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7383  * directly from (1):
7384  *
7385  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7386  *
7387  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7388  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7389  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7390  *
7391  * [XXX expand on:
7392  *     - infeasible weights;
7393  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7394  *
7395  *
7396  * SCHED DOMAINS
7397  *
7398  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7399  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7400  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7401  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7402  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7403  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7404  * the groups.
7405  *
7406  * This yields:
7407  *
7408  *     log_2 n     1     n
7409  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7410  *     i = 0      2^i   2^i
7411  *                               `- size of each group
7412  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7413  *         |         `- freq
7414  *         `- sum over all levels
7415  *
7416  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7417  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7418  *
7419  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7420  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7421  *
7422  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7423  *
7424  *             log_2 n
7425  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7426  *             k = 0
7427  *
7428  * And you'll find that:
7429  *
7430  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7431  *
7432  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7433  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7434  * of:
7435  *
7436  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7437  *
7438  *
7439  * WORK CONSERVING
7440  *
7441  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7442  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7443  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7444  *
7445  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7446  * time.
7447  *
7448  * [XXX more?]
7449  *
7450  *
7451  * CGROUPS
7452  *
7453  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7454  *
7455  *                                s_k,i
7456  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7457  *                                 S_k
7458  *
7459  * Where
7460  *
7461  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7462  *
7463  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7464  *
7465  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7466  * property.
7467  *
7468  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7469  *      rewrite all of this once again.]
7470  */
7471
7472 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7473
7474 enum fbq_type { regular, remote, all };
7475
7476 /*
7477  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7478  *
7479  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7480  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7481  * group. See update_sd_pick_busiest().
7482  */
7483 enum group_type {
7484         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7485         group_has_spare = 0,
7486         /*
7487          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7488          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7489          */
7490         group_fully_busy,
7491         /*
7492          * SD_ASYM_CPUCAPACITY only: One task doesn't fit with CPU's capacity
7493          * and must be migrated to a more powerful CPU.
7494          */
7495         group_misfit_task,
7496         /*
7497          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7498          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7499          * current CPU.
7500          */
7501         group_asym_packing,
7502         /*
7503          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7504          * from balancing the load across the system.
7505          */
7506         group_imbalanced,
7507         /*
7508          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7509          * tasks.
7510          */
7511         group_overloaded
7512 };
7513
7514 enum migration_type {
7515         migrate_load = 0,
7516         migrate_util,
7517         migrate_task,
7518         migrate_misfit
7519 };
7520
7521 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7522 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7523 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7524 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7525 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
7526
7527 struct lb_env {
7528         struct sched_domain     *sd;
7529
7530         struct rq               *src_rq;
7531         int                     src_cpu;
7532
7533         int                     dst_cpu;
7534         struct rq               *dst_rq;
7535
7536         struct cpumask          *dst_grpmask;
7537         int                     new_dst_cpu;
7538         enum cpu_idle_type      idle;
7539         long                    imbalance;
7540         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7541         struct cpumask          *cpus;
7542
7543         unsigned int            flags;
7544
7545         unsigned int            loop;
7546         unsigned int            loop_break;
7547         unsigned int            loop_max;
7548
7549         enum fbq_type           fbq_type;
7550         enum migration_type     migration_type;
7551         struct list_head        tasks;
7552 };
7553
7554 /*
7555  * Is this task likely cache-hot:
7556  */
7557 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7558 {
7559         s64 delta;
7560
7561         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7562
7563         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7564                 return 0;
7565
7566         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7567                 return 0;
7568
7569         /* SMT siblings share cache */
7570         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7571                 return 0;
7572
7573         /*
7574          * Buddy candidates are cache hot:
7575          */
7576         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7577                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7578                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7579                 return 1;
7580
7581         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7582                 return 1;
7583         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7584                 return 0;
7585
7586         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7587
7588         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7589 }
7590
7591 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7592 /*
7593  * Returns 1, if task migration degrades locality
7594  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7595  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7596  */
7597 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7598 {
7599         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7600         unsigned long src_weight, dst_weight;
7601         int src_nid, dst_nid, dist;
7602
7603         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7604                 return -1;
7605
7606         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7607                 return -1;
7608
7609         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7610         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7611
7612         if (src_nid == dst_nid)
7613                 return -1;
7614
7615         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7616         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7617                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7618                         return 1;
7619                 else
7620                         return -1;
7621         }
7622
7623         /* Encourage migration to the preferred node. */
7624         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7625                 return 0;
7626
7627         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7628         if (env->idle == CPU_IDLE)
7629                 return -1;
7630
7631         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7632         if (numa_group) {
7633                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7634                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7635         } else {
7636                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7637                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7638         }
7639
7640         return dst_weight < src_weight;
7641 }
7642
7643 #else
7644 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7645                                              struct lb_env *env)
7646 {
7647         return -1;
7648 }
7649 #endif
7650
7651 /*
7652  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7653  */
7654 static
7655 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7656 {
7657         int tsk_cache_hot;
7658
7659         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7660
7661         /*
7662          * We do not migrate tasks that are:
7663          * 1) throttled_lb_pair, or
7664          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7665          * 3) running (obviously), or
7666          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7667          */
7668         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7669                 return 0;
7670
7671         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7672         if (kthread_is_per_cpu(p))
7673                 return 0;
7674
7675         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7676                 int cpu;
7677
7678                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_affine);
7679
7680                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7681
7682                 /*
7683                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7684                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7685                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7686                  *
7687                  * Avoid computing new_dst_cpu
7688                  * - for NEWLY_IDLE
7689                  * - if we have already computed one in current iteration
7690                  * - if it's an active balance
7691                  */
7692                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
7693                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
7694                         return 0;
7695
7696                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7697                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7698                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7699                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7700                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7701                                 break;
7702                         }
7703                 }
7704
7705                 return 0;
7706         }
7707
7708         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
7709         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7710
7711         if (task_running(env->src_rq, p)) {
7712                 schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_running);
7713                 return 0;
7714         }
7715
7716         /*
7717          * Aggressive migration if:
7718          * 1) active balance
7719          * 2) destination numa is preferred
7720          * 3) task is cache cold, or
7721          * 4) too many balance attempts have failed.
7722          */
7723         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
7724                 return 1;
7725
7726         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7727         if (tsk_cache_hot == -1)
7728                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7729
7730         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7731             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7732                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7733                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7734                         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_forced_migrations);
7735                 }
7736                 return 1;
7737         }
7738
7739         schedstat_inc(p->se.statistics.nr_failed_migrations_hot);
7740         return 0;
7741 }
7742
7743 /*
7744  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7745  */
7746 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7747 {
7748         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7749
7750         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7751         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7752 }
7753
7754 /*
7755  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7756  * part of active balancing operations within "domain".
7757  *
7758  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7759  */
7760 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7761 {
7762         struct task_struct *p;
7763
7764         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7765
7766         list_for_each_entry_reverse(p,
7767                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7768                 if (!can_migrate_task(p, env))
7769                         continue;
7770
7771                 detach_task(p, env);
7772
7773                 /*
7774                  * Right now, this is only the second place where
7775                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
7776                  * so we can safely collect stats here rather than
7777                  * inside detach_tasks().
7778                  */
7779                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
7780                 return p;
7781         }
7782         return NULL;
7783 }
7784
7785 static const unsigned int sched_nr_migrate_break = 32;
7786
7787 /*
7788  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
7789  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
7790  *
7791  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
7792  */
7793 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
7794 {
7795         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
7796         unsigned long util, load;
7797         struct task_struct *p;
7798         int detached = 0;
7799
7800         lockdep_assert_held(&env->src_rq->lock);
7801
7802         /*
7803          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
7804          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
7805          */
7806         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
7807                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7808                 return 0;
7809         }
7810
7811         if (env->imbalance <= 0)
7812                 return 0;
7813
7814         while (!list_empty(tasks)) {
7815                 /*
7816                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
7817                  * which could at worst lead to a livelock crash.
7818                  */
7819                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
7820                         break;
7821
7822                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7823
7824                 env->loop++;
7825                 /* We've more or less seen every task there is, call it quits */
7826                 if (env->loop > env->loop_max)
7827                         break;
7828
7829                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
7830                 if (env->loop > env->loop_break) {
7831                         env->loop_break += sched_nr_migrate_break;
7832                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
7833                         break;
7834                 }
7835
7836                 if (!can_migrate_task(p, env))
7837                         goto next;
7838
7839                 switch (env->migration_type) {
7840                 case migrate_load:
7841                         /*
7842                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
7843                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
7844                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
7845                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
7846                          * detaching up to loop_max tasks.
7847                          */
7848                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
7849
7850                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
7851                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
7852                                 goto next;
7853
7854                         /*
7855                          * Make sure that we don't migrate too much load.
7856                          * Nevertheless, let relax the constraint if
7857                          * scheduler fails to find a good waiting task to
7858                          * migrate.
7859                          */
7860                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
7861                                 goto next;
7862
7863                         env->imbalance -= load;
7864                         break;
7865
7866                 case migrate_util:
7867                         util = task_util_est(p);
7868
7869                         if (util > env->imbalance)
7870                                 goto next;
7871
7872                         env->imbalance -= util;
7873                         break;
7874
7875                 case migrate_task:
7876                         env->imbalance--;
7877                         break;
7878
7879                 case migrate_misfit:
7880                         /* This is not a misfit task */
7881                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
7882                                 goto next;
7883
7884                         env->imbalance = 0;
7885                         break;
7886                 }
7887
7888                 detach_task(p, env);
7889                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
7890
7891                 detached++;
7892
7893 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
7894                 /*
7895                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
7896                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
7897                  * the critical section.
7898                  */
7899                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
7900                         break;
7901 #endif
7902
7903                 /*
7904                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
7905                  * load/util/tasks.
7906                  */
7907                 if (env->imbalance <= 0)
7908                         break;
7909
7910                 continue;
7911 next:
7912                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
7913         }
7914
7915         /*
7916          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
7917          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
7918          * than inside detach_one_task().
7919          */
7920         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
7921
7922         return detached;
7923 }
7924
7925 /*
7926  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
7927  */
7928 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7929 {
7930         lockdep_assert_held(&rq->lock);
7931
7932         BUG_ON(task_rq(p) != rq);
7933         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
7934         check_preempt_curr(rq, p, 0);
7935 }
7936
7937 /*
7938  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
7939  * its new rq.
7940  */
7941 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7942 {
7943         struct rq_flags rf;
7944
7945         rq_lock(rq, &rf);
7946         update_rq_clock(rq);
7947         attach_task(rq, p);
7948         rq_unlock(rq, &rf);
7949 }
7950
7951 /*
7952  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
7953  * new rq.
7954  */
7955 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
7956 {
7957         struct list_head *tasks = &env->tasks;
7958         struct task_struct *p;
7959         struct rq_flags rf;
7960
7961         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
7962         update_rq_clock(env->dst_rq);
7963
7964         while (!list_empty(tasks)) {
7965                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
7966                 list_del_init(&p->se.group_node);
7967
7968                 attach_task(env->dst_rq, p);
7969         }
7970
7971         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
7972 }
7973
7974 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
7975 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
7976 {
7977         if (cfs_rq->avg.load_avg)
7978                 return true;
7979
7980         if (cfs_rq->avg.util_avg)
7981                 return true;
7982
7983         return false;
7984 }
7985
7986 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
7987 {
7988         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
7989                 return true;
7990
7991         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
7992                 return true;
7993
7994         if (thermal_load_avg(rq))
7995                 return true;
7996
7997 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
7998         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
7999                 return true;
8000 #endif
8001
8002         return false;
8003 }
8004
8005 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
8006 {
8007         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
8008 }
8009
8010 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
8011 {
8012         if (!has_blocked)
8013                 rq->has_blocked_load = 0;
8014 }
8015 #else
8016 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
8017 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
8018 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
8019 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
8020 #endif
8021
8022 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
8023 {
8024         const struct sched_class *curr_class;
8025         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
8026         unsigned long thermal_pressure;
8027         bool decayed;
8028
8029         /*
8030          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
8031          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
8032          */
8033         curr_class = rq->curr->sched_class;
8034
8035         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
8036
8037         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
8038                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
8039                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
8040                   update_irq_load_avg(rq, 0);
8041
8042         if (others_have_blocked(rq))
8043                 *done = false;
8044
8045         return decayed;
8046 }
8047
8048 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8049
8050 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8051 {
8052         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
8053         bool decayed = false;
8054         int cpu = cpu_of(rq);
8055
8056         /*
8057          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
8058          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
8059          */
8060         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
8061                 struct sched_entity *se;
8062
8063                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
8064                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
8065
8066                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
8067                                 decayed = true;
8068                 }
8069
8070                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
8071                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
8072                 if (se && !skip_blocked_update(se))
8073                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
8074
8075                 /*
8076                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
8077                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
8078                  */
8079                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
8080                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
8081
8082                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
8083                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8084                         *done = false;
8085         }
8086
8087         return decayed;
8088 }
8089
8090 /*
8091  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
8092  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
8093  * group is a fraction of its parents load.
8094  */
8095 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
8096 {
8097         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
8098         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
8099         unsigned long now = jiffies;
8100         unsigned long load;
8101
8102         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8103                 return;
8104
8105         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
8106         for_each_sched_entity(se) {
8107                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8108                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
8109                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8110                         break;
8111         }
8112
8113         if (!se) {
8114                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
8115                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8116         }
8117
8118         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
8119                 load = cfs_rq->h_load;
8120                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
8121                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8122                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8123                 cfs_rq->h_load = load;
8124                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8125         }
8126 }
8127
8128 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8129 {
8130         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
8131
8132         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
8133         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
8134                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8135 }
8136 #else
8137 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8138 {
8139         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8140         bool decayed;
8141
8142         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
8143         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8144                 *done = false;
8145
8146         return decayed;
8147 }
8148
8149 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8150 {
8151         return p->se.avg.load_avg;
8152 }
8153 #endif
8154
8155 static void update_blocked_averages(int cpu)
8156 {
8157         bool decayed = false, done = true;
8158         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8159         struct rq_flags rf;
8160
8161         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8162         update_blocked_load_tick(rq);
8163         update_rq_clock(rq);
8164
8165         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8166         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8167
8168         update_blocked_load_status(rq, !done);
8169         if (decayed)
8170                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8171         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8172 }
8173
8174 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8175
8176 /*
8177  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8178  */
8179 struct sg_lb_stats {
8180         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8181         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8182         unsigned long group_capacity;
8183         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8184         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8185         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8186         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8187         unsigned int idle_cpus;
8188         unsigned int group_weight;
8189         enum group_type group_type;
8190         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8191         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8192 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8193         unsigned int nr_numa_running;
8194         unsigned int nr_preferred_running;
8195 #endif
8196 };
8197
8198 /*
8199  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8200  *               during load balancing.
8201  */
8202 struct sd_lb_stats {
8203         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8204         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8205         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8206         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8207         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8208         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8209
8210         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8211         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8212 };
8213
8214 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8215 {
8216         /*
8217          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8218          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8219          * We must however set busiest_stat::group_type and
8220          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8221          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8222          */
8223         *sds = (struct sd_lb_stats){
8224                 .busiest = NULL,
8225                 .local = NULL,
8226                 .total_load = 0UL,
8227                 .total_capacity = 0UL,
8228                 .busiest_stat = {
8229                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8230                         .group_type = group_has_spare,
8231                 },
8232         };
8233 }
8234
8235 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8236 {
8237         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8238         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8239         unsigned long used, free;
8240         unsigned long irq;
8241
8242         irq = cpu_util_irq(rq);
8243
8244         if (unlikely(irq >= max))
8245                 return 1;
8246
8247         /*
8248          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8249          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8250          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8251          * average uses the actual delta max capacity(load).
8252          */
8253         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8254         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8255         used += thermal_load_avg(rq);
8256
8257         if (unlikely(used >= max))
8258                 return 1;
8259
8260         free = max - used;
8261
8262         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8263 }
8264
8265 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8266 {
8267         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8268         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8269
8270         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8271
8272         if (!capacity)
8273                 capacity = 1;
8274
8275         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8276         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8277
8278         sdg->sgc->capacity = capacity;
8279         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8280         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8281 }
8282
8283 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8284 {
8285         struct sched_domain *child = sd->child;
8286         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8287         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8288         unsigned long interval;
8289
8290         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8291         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8292         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8293
8294         if (!child) {
8295                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8296                 return;
8297         }
8298
8299         capacity = 0;
8300         min_capacity = ULONG_MAX;
8301         max_capacity = 0;
8302
8303         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8304                 /*
8305                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8306                  * span the current group.
8307                  */
8308
8309                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8310                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8311
8312                         capacity += cpu_cap;
8313                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8314                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8315                 }
8316         } else  {
8317                 /*
8318                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8319                  * span the current group.
8320                  */
8321
8322                 group = child->groups;
8323                 do {
8324                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8325
8326                         capacity += sgc->capacity;
8327                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8328                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8329                         group = group->next;
8330                 } while (group != child->groups);
8331         }
8332
8333         sdg->sgc->capacity = capacity;
8334         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8335         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8336 }
8337
8338 /*
8339  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8340  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8341  * Return true is the capacity is reduced
8342  */
8343 static inline int
8344 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8345 {
8346         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8347                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8348 }
8349
8350 /*
8351  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8352  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8353  * the task's current CPU is heavily pressured.
8354  */
8355 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8356 {
8357         return rq->misfit_task_load &&
8358                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8359                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8360 }
8361
8362 /*
8363  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8364  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8365  *
8366  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8367  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8368  * Something like:
8369  *
8370  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8371  *              *     * * *
8372  *
8373  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8374  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8375  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8376  *
8377  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8378  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8379  * moving tasks due to affinity constraints.
8380  *
8381  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8382  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8383  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8384  * to create an effective group imbalance.
8385  *
8386  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8387  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8388  * subtle and fragile situation.
8389  */
8390
8391 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8392 {
8393         return group->sgc->imbalance;
8394 }
8395
8396 /*
8397  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8398  * be used by some tasks.
8399  * We consider that a group has spare capacity if the  * number of task is
8400  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8401  * available capacity for CFS tasks.
8402  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8403  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8404  * capacity in meaningful for the load balancer.
8405  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8406  * any benefit for the load balance.
8407  */
8408 static inline bool
8409 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8410 {
8411         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8412                 return true;
8413
8414         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8415                         (sgs->group_runnable * 100))
8416                 return false;
8417
8418         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8419                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8420                 return true;
8421
8422         return false;
8423 }
8424
8425 /*
8426  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8427  *  handle.
8428  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8429  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8430  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8431  *  false.
8432  */
8433 static inline bool
8434 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8435 {
8436         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8437                 return false;
8438
8439         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8440                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8441                 return true;
8442
8443         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8444                         (sgs->group_runnable * 100))
8445                 return true;
8446
8447         return false;
8448 }
8449
8450 static inline enum
8451 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
8452                           struct sched_group *group,
8453                           struct sg_lb_stats *sgs)
8454 {
8455         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
8456                 return group_overloaded;
8457
8458         if (sg_imbalanced(group))
8459                 return group_imbalanced;
8460
8461         if (sgs->group_asym_packing)
8462                 return group_asym_packing;
8463
8464         if (sgs->group_misfit_task_load)
8465                 return group_misfit_task;
8466
8467         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
8468                 return group_fully_busy;
8469
8470         return group_has_spare;
8471 }
8472
8473 /**
8474  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8475  * @env: The load balancing environment.
8476  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8477  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8478  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8479  */
8480 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8481                                       struct sched_group *group,
8482                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8483                                       int *sg_status)
8484 {
8485         int i, nr_running, local_group;
8486
8487         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8488
8489         local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(group));
8490
8491         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8492                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8493
8494                 sgs->group_load += cpu_load(rq);
8495                 sgs->group_util += cpu_util(i);
8496                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
8497                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8498
8499                 nr_running = rq->nr_running;
8500                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8501
8502                 if (nr_running > 1)
8503                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8504
8505                 if (cpu_overutilized(i))
8506                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8507
8508 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8509                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8510                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8511 #endif
8512                 /*
8513                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8514                  */
8515                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8516                         sgs->idle_cpus++;
8517                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8518                         continue;
8519                 }
8520
8521                 if (local_group)
8522                         continue;
8523
8524                 /* Check for a misfit task on the cpu */
8525                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8526                     sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8527                         sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8528                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8529                 }
8530         }
8531
8532         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8533         if (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8534             env->idle != CPU_NOT_IDLE &&
8535             sgs->sum_h_nr_running &&
8536             sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu)) {
8537                 sgs->group_asym_packing = 1;
8538         }
8539
8540         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8541
8542         sgs->group_weight = group->group_weight;
8543
8544         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8545
8546         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8547         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8548                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8549                                 sgs->group_capacity;
8550 }
8551
8552 /**
8553  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8554  * @env: The load balancing environment.
8555  * @sds: sched_domain statistics
8556  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8557  * @sgs: sched_group statistics
8558  *
8559  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8560  * busiest group.
8561  *
8562  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8563  * busiest group. %false otherwise.
8564  */
8565 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8566                                    struct sd_lb_stats *sds,
8567                                    struct sched_group *sg,
8568                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8569 {
8570         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8571
8572         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8573         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8574                 return false;
8575
8576         /*
8577          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8578          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8579          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8580          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8581          */
8582         if (sgs->group_type == group_misfit_task &&
8583             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
8584              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8585                 return false;
8586
8587         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8588                 return true;
8589
8590         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8591                 return false;
8592
8593         /*
8594          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8595          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8596          */
8597
8598         switch (sgs->group_type) {
8599         case group_overloaded:
8600                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8601                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8602                         return false;
8603                 break;
8604
8605         case group_imbalanced:
8606                 /*
8607                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8608                  * choose one more than another.
8609                  */
8610                 return false;
8611
8612         case group_asym_packing:
8613                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8614                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8615                         return false;
8616                 break;
8617
8618         case group_misfit_task:
8619                 /*
8620                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8621                  * misfit.
8622                  */
8623                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8624                         return false;
8625                 break;
8626
8627         case group_fully_busy:
8628                 /*
8629                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8630                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8631                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8632                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8633                  * contention when accessing shared HW resources.
8634                  *
8635                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8636                  * select the 1st one.
8637                  */
8638                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8639                         return false;
8640                 break;
8641
8642         case group_has_spare:
8643                 /*
8644                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8645                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8646                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8647                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8648                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8649                  */
8650                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
8651                         return false;
8652                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
8653                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
8654                         return false;
8655
8656                 break;
8657         }
8658
8659         /*
8660          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
8661          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
8662          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
8663          * considered.
8664          */
8665         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8666             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
8667             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
8668                 return false;
8669
8670         return true;
8671 }
8672
8673 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8674 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8675 {
8676         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
8677                 return regular;
8678         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
8679                 return remote;
8680         return all;
8681 }
8682
8683 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8684 {
8685         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
8686                 return regular;
8687         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
8688                 return remote;
8689         return all;
8690 }
8691 #else
8692 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
8693 {
8694         return all;
8695 }
8696
8697 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
8698 {
8699         return regular;
8700 }
8701 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
8702
8703
8704 struct sg_lb_stats;
8705
8706 /*
8707  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
8708  */
8709
8710 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
8711 {
8712         /* Task has no contribution or is new */
8713         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
8714                 return 0;
8715
8716         if (task_on_rq_queued(p))
8717                 return 1;
8718
8719         return 0;
8720 }
8721
8722 /**
8723  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
8724  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
8725  * @p: task which should be ignored.
8726  *
8727  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
8728  */
8729 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
8730 {
8731         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8732
8733         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
8734                 return 0;
8735
8736         /*
8737          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
8738          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
8739          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
8740          */
8741
8742 #ifdef CONFIG_SMP
8743         if (rq->ttwu_pending)
8744                 return 0;
8745 #endif
8746
8747         return 1;
8748 }
8749
8750 /*
8751  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
8752  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
8753  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8754  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8755  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
8756  */
8757 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
8758                                           struct sched_group *group,
8759                                           struct sg_lb_stats *sgs,
8760                                           struct task_struct *p)
8761 {
8762         int i, nr_running;
8763
8764         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8765
8766         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
8767                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8768                 unsigned int local;
8769
8770                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
8771                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
8772                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
8773                 local = task_running_on_cpu(i, p);
8774                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
8775
8776                 nr_running = rq->nr_running - local;
8777                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8778
8779                 /*
8780                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
8781                  */
8782                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
8783                         sgs->idle_cpus++;
8784
8785         }
8786
8787         /* Check if task fits in the group */
8788         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
8789             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
8790                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
8791         }
8792
8793         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8794
8795         sgs->group_weight = group->group_weight;
8796
8797         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
8798
8799         /*
8800          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
8801          * overloaded
8802          */
8803         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
8804                 sgs->group_type == group_overloaded)
8805                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8806                                 sgs->group_capacity;
8807 }
8808
8809 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
8810                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
8811                                struct sched_group *group,
8812                                struct sg_lb_stats *sgs)
8813 {
8814         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
8815                 return true;
8816
8817         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
8818                 return false;
8819
8820         /*
8821          * The candidate and the current idlest group are the same type of
8822          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
8823          */
8824
8825         switch (sgs->group_type) {
8826         case group_overloaded:
8827         case group_fully_busy:
8828                 /* Select the group with lowest avg_load. */
8829                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
8830                         return false;
8831                 break;
8832
8833         case group_imbalanced:
8834         case group_asym_packing:
8835                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
8836                 return false;
8837
8838         case group_misfit_task:
8839                 /* Select group with the highest max capacity */
8840                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
8841                         return false;
8842                 break;
8843
8844         case group_has_spare:
8845                 /* Select group with most idle CPUs */
8846                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
8847                         return false;
8848
8849                 /* Select group with lowest group_util */
8850                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
8851                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
8852                         return false;
8853
8854                 break;
8855         }
8856
8857         return true;
8858 }
8859
8860 /*
8861  * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than 25% of the domain.
8862  * This is an approximation as the number of running tasks may not be
8863  * related to the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
8864  */
8865 static inline bool allow_numa_imbalance(int dst_running, int dst_weight)
8866 {
8867         return (dst_running < (dst_weight >> 2));
8868 }
8869
8870 /*
8871  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
8872  * domain.
8873  *
8874  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
8875  */
8876 static struct sched_group *
8877 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
8878 {
8879         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
8880         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
8881         struct sg_lb_stats *sgs;
8882         unsigned long imbalance;
8883         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
8884                         .avg_load = UINT_MAX,
8885                         .group_type = group_overloaded,
8886         };
8887
8888         do {
8889                 int local_group;
8890
8891                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
8892                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
8893                                         p->cpus_ptr))
8894                         continue;
8895
8896                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
8897                                                sched_group_span(group));
8898
8899                 if (local_group) {
8900                         sgs = &local_sgs;
8901                         local = group;
8902                 } else {
8903                         sgs = &tmp_sgs;
8904                 }
8905
8906                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
8907
8908                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
8909                         idlest = group;
8910                         idlest_sgs = *sgs;
8911                 }
8912
8913         } while (group = group->next, group != sd->groups);
8914
8915
8916         /* There is no idlest group to push tasks to */
8917         if (!idlest)
8918                 return NULL;
8919
8920         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
8921         if (!local)
8922                 return idlest;
8923
8924         /*
8925          * If the local group is idler than the selected idlest group
8926          * don't try and push the task.
8927          */
8928         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
8929                 return NULL;
8930
8931         /*
8932          * If the local group is busier than the selected idlest group
8933          * try and push the task.
8934          */
8935         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
8936                 return idlest;
8937
8938         switch (local_sgs.group_type) {
8939         case group_overloaded:
8940         case group_fully_busy:
8941
8942                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
8943                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
8944                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
8945
8946                 /*
8947                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
8948                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
8949                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
8950                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
8951                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
8952                  * and consider staying local.
8953                  */
8954
8955                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
8956                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
8957                         return NULL;
8958
8959                 /*
8960                  * If the local group is less loaded than the selected
8961                  * idlest group don't try and push any tasks.
8962                  */
8963                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
8964                         return NULL;
8965
8966                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
8967                         return NULL;
8968                 break;
8969
8970         case group_imbalanced:
8971         case group_asym_packing:
8972                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
8973                 return NULL;
8974
8975         case group_misfit_task:
8976                 /* Select group with the highest max capacity */
8977                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
8978                         return NULL;
8979                 break;
8980
8981         case group_has_spare:
8982                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
8983 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8984                         int idlest_cpu;
8985                         /*
8986                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
8987                          * the preferred node
8988                          */
8989                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8990                                 return NULL;
8991
8992                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
8993                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
8994                                 return idlest;
8995 #endif
8996                         /*
8997                          * Otherwise, keep the task on this node to stay close
8998                          * its wakeup source and improve locality. If there is
8999                          * a real need of migration, periodic load balance will
9000                          * take care of it.
9001                          */
9002                         if (allow_numa_imbalance(local_sgs.sum_nr_running, sd->span_weight))
9003                                 return NULL;
9004                 }
9005
9006                 /*
9007                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
9008                  * compare the utilization which is more stable but it can end
9009                  * up that the group has less spare capacity but finally more
9010                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
9011                  */
9012                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
9013                         return NULL;
9014                 break;
9015         }
9016
9017         return idlest;
9018 }
9019
9020 /**
9021  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
9022  * @env: The load balancing environment.
9023  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
9024  */
9025
9026 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9027 {
9028         struct sched_domain *child = env->sd->child;
9029         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9030         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
9031         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
9032         int sg_status = 0;
9033
9034         do {
9035                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
9036                 int local_group;
9037
9038                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
9039                 if (local_group) {
9040                         sds->local = sg;
9041                         sgs = local;
9042
9043                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
9044                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
9045                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
9046                 }
9047
9048                 update_sg_lb_stats(env, sg, sgs, &sg_status);
9049
9050                 if (local_group)
9051                         goto next_group;
9052
9053
9054                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
9055                         sds->busiest = sg;
9056                         sds->busiest_stat = *sgs;
9057                 }
9058
9059 next_group:
9060                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
9061                 sds->total_load += sgs->group_load;
9062                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
9063
9064                 sg = sg->next;
9065         } while (sg != env->sd->groups);
9066
9067         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
9068         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
9069
9070
9071         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
9072                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
9073
9074         if (!env->sd->parent) {
9075                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9076
9077                 /* update overload indicator if we are at root domain */
9078                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
9079
9080                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
9081                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9082                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9083         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
9084                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9085
9086                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
9087                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
9088         }
9089 }
9090
9091 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
9092
9093 static inline long adjust_numa_imbalance(int imbalance,
9094                                 int dst_running, int dst_weight)
9095 {
9096         if (!allow_numa_imbalance(dst_running, dst_weight))
9097                 return imbalance;
9098
9099         /*
9100          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
9101          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
9102          */
9103         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
9104                 return 0;
9105
9106         return imbalance;
9107 }
9108
9109 /**
9110  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
9111  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
9112  * @env: load balance environment
9113  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
9114  */
9115 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9116 {
9117         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9118
9119         local = &sds->local_stat;
9120         busiest = &sds->busiest_stat;
9121
9122         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
9123                 /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
9124                 env->migration_type = migrate_misfit;
9125                 env->imbalance = 1;
9126                 return;
9127         }
9128
9129         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
9130                 /*
9131                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
9132                  * the preferred CPU.
9133                  */
9134                 env->migration_type = migrate_task;
9135                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
9136                 return;
9137         }
9138
9139         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
9140                 /*
9141                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
9142                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
9143                  * the imbalance. The next load balance will take care of
9144                  * balancing back the system.
9145                  */
9146                 env->migration_type = migrate_task;
9147                 env->imbalance = 1;
9148                 return;
9149         }
9150
9151         /*
9152          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
9153          * emptying busiest.
9154          */
9155         if (local->group_type == group_has_spare) {
9156                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
9157                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
9158                         /*
9159                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
9160                          * capacity. This might end up creating spare capacity
9161                          * in busiest or busiest still being overloaded but
9162                          * there is no simple way to directly compute the
9163                          * amount of load to migrate in order to balance the
9164                          * system.
9165                          */
9166                         env->migration_type = migrate_util;
9167                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
9168                                          local->group_util;
9169
9170                         /*
9171                          * In some cases, the group's utilization is max or even
9172                          * higher than capacity because of migrations but the
9173                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
9174                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
9175                          * try to pull it.
9176                          */
9177                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
9178                                 env->migration_type = migrate_task;
9179                                 env->imbalance = 1;
9180                         }
9181
9182                         return;
9183                 }
9184
9185                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
9186                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
9187                         /*
9188                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
9189                          * groups.
9190                          */
9191                         env->migration_type = migrate_task;
9192                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
9193                         env->imbalance = nr_diff >> 1;
9194                 } else {
9195
9196                         /*
9197                          * If there is no overload, we just want to even the number of
9198                          * idle cpus.
9199                          */
9200                         env->migration_type = migrate_task;
9201                         env->imbalance = max_t(long, 0, (local->idle_cpus -
9202                                                  busiest->idle_cpus) >> 1);
9203                 }
9204
9205                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
9206                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
9207                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
9208                                 busiest->sum_nr_running, busiest->group_weight);
9209                 }
9210
9211                 return;
9212         }
9213
9214         /*
9215          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
9216          * busiest group
9217          */
9218         if (local->group_type < group_overloaded) {
9219                 /*
9220                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
9221                  * finally needed.
9222                  */
9223
9224                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9225                                   local->group_capacity;
9226
9227                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9228                                 sds->total_capacity;
9229                 /*
9230                  * If the local group is more loaded than the selected
9231                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9232                  */
9233                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
9234                         env->imbalance = 0;
9235                         return;
9236                 }
9237         }
9238
9239         /*
9240          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
9241          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
9242          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
9243          * below the average load. At the same time, we also don't want to
9244          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
9245          * the minimum possible imbalance.
9246          */
9247         env->migration_type = migrate_load;
9248         env->imbalance = min(
9249                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
9250                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
9251         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
9252 }
9253
9254 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
9255
9256 /*
9257  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
9258  *
9259  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
9260  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
9261  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
9262  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  force      force
9263  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
9264  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
9265  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
9266  *
9267  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
9268  *            statistics.
9269  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
9270  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
9271  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
9272  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
9273  *            different in groups.
9274  */
9275
9276 /**
9277  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
9278  * if there is an imbalance.
9279  *
9280  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
9281  * to restore balance.
9282  *
9283  * @env: The load balancing environment.
9284  *
9285  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
9286  */
9287 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
9288 {
9289         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9290         struct sd_lb_stats sds;
9291
9292         init_sd_lb_stats(&sds);
9293
9294         /*
9295          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
9296          * this level.
9297          */
9298         update_sd_lb_stats(env, &sds);
9299
9300         if (sched_energy_enabled()) {
9301                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9302
9303                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
9304                         goto out_balanced;
9305         }
9306
9307         local = &sds.local_stat;
9308         busiest = &sds.busiest_stat;
9309
9310         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
9311         if (!sds.busiest)
9312                 goto out_balanced;
9313
9314         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
9315         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
9316                 goto force_balance;
9317
9318         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
9319         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
9320                 goto force_balance;
9321
9322         /*
9323          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
9324          * work because they assume all things are equal, which typically
9325          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
9326          */
9327         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
9328                 goto force_balance;
9329
9330         /*
9331          * If the local group is busier than the selected busiest group
9332          * don't try and pull any tasks.
9333          */
9334         if (local->group_type > busiest->group_type)
9335                 goto out_balanced;
9336
9337         /*
9338          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
9339          * between tasks.
9340          */
9341         if (local->group_type == group_overloaded) {
9342                 /*
9343                  * If the local group is more loaded than the selected
9344                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9345                  */
9346                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
9347                         goto out_balanced;
9348
9349                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
9350                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9351                                 sds.total_capacity;
9352
9353                 /*
9354                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
9355                  * domain average load.
9356                  */
9357                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
9358                         goto out_balanced;
9359
9360                 /*
9361                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
9362                  * conservative.
9363                  */
9364                 if (100 * busiest->avg_load <=
9365                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
9366                         goto out_balanced;
9367         }
9368
9369         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
9370         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
9371             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
9372                 goto force_balance;
9373
9374         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
9375                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9376                         /*
9377                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
9378                          * result the local one too) but this CPU is already
9379                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
9380                          */
9381                         goto out_balanced;
9382
9383                 if (busiest->group_weight > 1 &&
9384                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
9385                         /*
9386                          * If the busiest group is not overloaded
9387                          * and there is no imbalance between this and busiest
9388                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
9389                          * becomes significant if the diff is greater than 1
9390                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
9391                          * on another group. Of course this applies only if
9392                          * there is more than 1 CPU per group.
9393                          */
9394                         goto out_balanced;
9395
9396                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
9397                         /*
9398                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
9399                          */
9400                         goto out_balanced;
9401         }
9402
9403 force_balance:
9404         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
9405         calculate_imbalance(env, &sds);
9406         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
9407
9408 out_balanced:
9409         env->imbalance = 0;
9410         return NULL;
9411 }
9412
9413 /*
9414  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
9415  */
9416 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
9417                                      struct sched_group *group)
9418 {
9419         struct rq *busiest = NULL, *rq;
9420         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
9421         unsigned int busiest_nr = 0;
9422         int i;
9423
9424         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9425                 unsigned long capacity, load, util;
9426                 unsigned int nr_running;
9427                 enum fbq_type rt;
9428
9429                 rq = cpu_rq(i);
9430                 rt = fbq_classify_rq(rq);
9431
9432                 /*
9433                  * We classify groups/runqueues into three groups:
9434                  *  - regular: there are !numa tasks
9435                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
9436                  *  - all:     there is no distinction
9437                  *
9438                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
9439                  * ignore those when there's better options.
9440                  *
9441                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
9442                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
9443                  * queue by moving tasks around inside the node.
9444                  *
9445                  * If we cannot move enough load due to this classification
9446                  * the next pass will adjust the group classification and
9447                  * allow migration of more tasks.
9448                  *
9449                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
9450                  */
9451                 if (rt > env->fbq_type)
9452                         continue;
9453
9454                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
9455                 if (!nr_running)
9456                         continue;
9457
9458                 capacity = capacity_of(i);
9459
9460                 /*
9461                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
9462                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
9463                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
9464                  * average load.
9465                  */
9466                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9467                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
9468                     nr_running == 1)
9469                         continue;
9470
9471                 switch (env->migration_type) {
9472                 case migrate_load:
9473                         /*
9474                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
9475                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9476                          */
9477                         load = cpu_load(rq);
9478
9479                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9480                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9481                                 break;
9482
9483                         /*
9484                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9485                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9486                          * capacity, so that the load can be moved away
9487                          * from the CPU that is potentially running at a
9488                          * lower capacity.
9489                          *
9490                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9491                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9492                          * division works out to:
9493                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9494                          * where j is our previous maximum.
9495                          */
9496                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9497                                 busiest_load = load;
9498                                 busiest_capacity = capacity;
9499                                 busiest = rq;
9500                         }
9501                         break;
9502
9503                 case migrate_util:
9504                         util = cpu_util(cpu_of(rq));
9505
9506                         /*
9507                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
9508                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
9509                          * detach the task.
9510                          */
9511                         if (nr_running <= 1)
9512                                 continue;
9513
9514                         if (busiest_util < util) {
9515                                 busiest_util = util;
9516                                 busiest = rq;
9517                         }
9518                         break;
9519
9520                 case migrate_task:
9521                         if (busiest_nr < nr_running) {
9522                                 busiest_nr = nr_running;
9523                                 busiest = rq;
9524                         }
9525                         break;
9526
9527                 case migrate_misfit:
9528                         /*
9529                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9530                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9531                          */
9532                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9533                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9534                                 busiest = rq;
9535                         }
9536
9537                         break;
9538
9539                 }
9540         }
9541
9542         return busiest;
9543 }
9544
9545 /*
9546  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9547  * so long as it is large enough.
9548  */
9549 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9550
9551 static inline bool
9552 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9553 {
9554         /*
9555          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9556          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9557          * highest priority CPUs.
9558          */
9559         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9560                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9561 }
9562
9563 static inline bool
9564 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
9565 {
9566         struct sched_domain *sd = env->sd;
9567
9568         /*
9569          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
9570          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
9571          * threads on a system with spare capacity
9572          */
9573         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
9574             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
9575                 return 1;
9576
9577         return 0;
9578 }
9579
9580 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
9581 {
9582         struct sched_domain *sd = env->sd;
9583
9584         if (asym_active_balance(env))
9585                 return 1;
9586
9587         if (imbalanced_active_balance(env))
9588                 return 1;
9589
9590         /*
9591          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
9592          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
9593          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
9594          * available on dst_cpu.
9595          */
9596         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
9597             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
9598                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
9599                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
9600                         return 1;
9601         }
9602
9603         if (env->migration_type == migrate_misfit)
9604                 return 1;
9605
9606         return 0;
9607 }
9608
9609 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
9610
9611 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
9612 {
9613         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9614         int cpu;
9615
9616         /*
9617          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
9618          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
9619          */
9620         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
9621                 return 0;
9622
9623         /*
9624          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
9625          * to do the newly idle load balance.
9626          */
9627         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9628                 return 1;
9629
9630         /* Try to find first idle CPU */
9631         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
9632                 if (!idle_cpu(cpu))
9633                         continue;
9634
9635                 /* Are we the first idle CPU? */
9636                 return cpu == env->dst_cpu;
9637         }
9638
9639         /* Are we the first CPU of this group ? */
9640         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
9641 }
9642
9643 /*
9644  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
9645  * tasks if there is an imbalance.
9646  */
9647 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
9648                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
9649                         int *continue_balancing)
9650 {
9651         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
9652         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
9653         struct sched_group *group;
9654         struct rq *busiest;
9655         struct rq_flags rf;
9656         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
9657
9658         struct lb_env env = {
9659                 .sd             = sd,
9660                 .dst_cpu        = this_cpu,
9661                 .dst_rq         = this_rq,
9662                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
9663                 .idle           = idle,
9664                 .loop_break     = sched_nr_migrate_break,
9665                 .cpus           = cpus,
9666                 .fbq_type       = all,
9667                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
9668         };
9669
9670         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
9671
9672         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
9673
9674 redo:
9675         if (!should_we_balance(&env)) {
9676                 *continue_balancing = 0;
9677                 goto out_balanced;
9678         }
9679
9680         group = find_busiest_group(&env);
9681         if (!group) {
9682                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
9683                 goto out_balanced;
9684         }
9685
9686         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
9687         if (!busiest) {
9688                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
9689                 goto out_balanced;
9690         }
9691
9692         BUG_ON(busiest == env.dst_rq);
9693
9694         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
9695
9696         env.src_cpu = busiest->cpu;
9697         env.src_rq = busiest;
9698
9699         ld_moved = 0;
9700         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
9701         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
9702         if (busiest->nr_running > 1) {
9703                 /*
9704                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
9705                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
9706                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
9707                  * correctly treated as an imbalance.
9708                  */
9709                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
9710
9711 more_balance:
9712                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
9713                 update_rq_clock(busiest);
9714
9715                 /*
9716                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
9717                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
9718                  */
9719                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
9720
9721                 /*
9722                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
9723                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
9724                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
9725                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
9726                  * See task_rq_lock() family for the details.
9727                  */
9728
9729                 rq_unlock(busiest, &rf);
9730
9731                 if (cur_ld_moved) {
9732                         attach_tasks(&env);
9733                         ld_moved += cur_ld_moved;
9734                 }
9735
9736                 local_irq_restore(rf.flags);
9737
9738                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
9739                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
9740                         goto more_balance;
9741                 }
9742
9743                 /*
9744                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
9745                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
9746                  * where they can run. The upper limit on how many times we
9747                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
9748                  * sched_group.
9749                  *
9750                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
9751                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
9752                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
9753                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
9754                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
9755                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
9756                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
9757                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
9758                  * This however should not happen so much in practice and
9759                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
9760                  * excess load moved.
9761                  */
9762                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
9763
9764                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
9765                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
9766
9767                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
9768                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
9769                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
9770                         env.loop         = 0;
9771                         env.loop_break   = sched_nr_migrate_break;
9772
9773                         /*
9774                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
9775                          * need to continue with same src_cpu.
9776                          */
9777                         goto more_balance;
9778                 }
9779
9780                 /*
9781                  * We failed to reach balance because of affinity.
9782                  */
9783                 if (sd_parent) {
9784                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9785
9786                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
9787                                 *group_imbalance = 1;
9788                 }
9789
9790                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
9791                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9792                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
9793                         /*
9794                          * Attempting to continue load balancing at the current
9795                          * sched_domain level only makes sense if there are
9796                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
9797                          * pull load from which are not contained within the
9798                          * destination group that is receiving any migrated
9799                          * load.
9800                          */
9801                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
9802                                 env.loop = 0;
9803                                 env.loop_break = sched_nr_migrate_break;
9804                                 goto redo;
9805                         }
9806                         goto out_all_pinned;
9807                 }
9808         }
9809
9810         if (!ld_moved) {
9811                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
9812                 /*
9813                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
9814                  * We do not want newidle balance, which can be very
9815                  * frequent, pollute the failure counter causing
9816                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
9817                  */
9818                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
9819                         sd->nr_balance_failed++;
9820
9821                 if (need_active_balance(&env)) {
9822                         unsigned long flags;
9823
9824                         raw_spin_lock_irqsave(&busiest->lock, flags);
9825
9826                         /*
9827                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
9828                          * if the curr task on busiest CPU can't be
9829                          * moved to this_cpu:
9830                          */
9831                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
9832                                 raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock,
9833                                                             flags);
9834                                 goto out_one_pinned;
9835                         }
9836
9837                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
9838                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
9839
9840                         /*
9841                          * ->active_balance synchronizes accesses to
9842                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
9843                          * only after active load balance is finished.
9844                          */
9845                         if (!busiest->active_balance) {
9846                                 busiest->active_balance = 1;
9847                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
9848                                 active_balance = 1;
9849                         }
9850                         raw_spin_unlock_irqrestore(&busiest->lock, flags);
9851
9852                         if (active_balance) {
9853                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
9854                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
9855                                         &busiest->active_balance_work);
9856                         }
9857                 }
9858         } else {
9859                 sd->nr_balance_failed = 0;
9860         }
9861
9862         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
9863                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
9864                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
9865         }
9866
9867         goto out;
9868
9869 out_balanced:
9870         /*
9871          * We reach balance although we may have faced some affinity
9872          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
9873          * a chance to move and fix the imbalance.
9874          */
9875         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
9876                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
9877
9878                 if (*group_imbalance)
9879                         *group_imbalance = 0;
9880         }
9881
9882 out_all_pinned:
9883         /*
9884          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
9885          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
9886          * can try to migrate them.
9887          */
9888         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
9889
9890         sd->nr_balance_failed = 0;
9891
9892 out_one_pinned:
9893         ld_moved = 0;
9894
9895         /*
9896          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
9897          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
9898          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
9899          * increase logic to avoid that.
9900          */
9901         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9902                 goto out;
9903
9904         /* tune up the balancing interval */
9905         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
9906              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
9907             sd->balance_interval < sd->max_interval)
9908                 sd->balance_interval *= 2;
9909 out:
9910         return ld_moved;
9911 }
9912
9913 static inline unsigned long
9914 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
9915 {
9916         unsigned long interval = sd->balance_interval;
9917
9918         if (cpu_busy)
9919                 interval *= sd->busy_factor;
9920
9921         /* scale ms to jiffies */
9922         interval = msecs_to_jiffies(interval);
9923
9924         /*
9925          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
9926          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
9927          * from being multiples of each other.
9928          */
9929         if (cpu_busy)
9930                 interval -= 1;
9931
9932         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
9933
9934         return interval;
9935 }
9936
9937 static inline void
9938 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
9939 {
9940         unsigned long interval, next;
9941
9942         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
9943         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
9944         next = sd->last_balance + interval;
9945
9946         if (time_after(*next_balance, next))
9947                 *next_balance = next;
9948 }
9949
9950 /*
9951  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
9952  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
9953  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
9954  * avoids physical / logical imbalances.
9955  */
9956 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
9957 {
9958         struct rq *busiest_rq = data;
9959         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
9960         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
9961         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
9962         struct sched_domain *sd;
9963         struct task_struct *p = NULL;
9964         struct rq_flags rf;
9965
9966         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
9967         /*
9968          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
9969          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
9970          * inactive CPUs.
9971          */
9972         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
9973                 goto out_unlock;
9974
9975         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
9976         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
9977                      !busiest_rq->active_balance))
9978                 goto out_unlock;
9979
9980         /* Is there any task to move? */
9981         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
9982                 goto out_unlock;
9983
9984         /*
9985          * This condition is "impossible", if it occurs
9986          * we need to fix it. Originally reported by
9987          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
9988          */
9989         BUG_ON(busiest_rq == target_rq);
9990
9991         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
9992         rcu_read_lock();
9993         for_each_domain(target_cpu, sd) {
9994                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
9995                         break;
9996         }
9997
9998         if (likely(sd)) {
9999                 struct lb_env env = {
10000                         .sd             = sd,
10001                         .dst_cpu        = target_cpu,
10002                         .dst_rq         = target_rq,
10003                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
10004                         .src_rq         = busiest_rq,
10005                         .idle           = CPU_IDLE,
10006                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
10007                 };
10008
10009                 schedstat_inc(sd->alb_count);
10010                 update_rq_clock(busiest_rq);
10011
10012                 p = detach_one_task(&env);
10013                 if (p) {
10014                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
10015                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
10016                         sd->nr_balance_failed = 0;
10017                 } else {
10018                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
10019                 }
10020         }
10021         rcu_read_unlock();
10022 out_unlock:
10023         busiest_rq->active_balance = 0;
10024         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
10025
10026         if (p)
10027                 attach_one_task(target_rq, p);
10028
10029         local_irq_enable();
10030
10031         return 0;
10032 }
10033
10034 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
10035
10036 /*
10037  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
10038  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
10039  */
10040 void update_max_interval(void)
10041 {
10042         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
10043 }
10044
10045 /*
10046  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
10047  * and initiates a balancing operation if so.
10048  *
10049  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
10050  */
10051 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
10052 {
10053         int continue_balancing = 1;
10054         int cpu = rq->cpu;
10055         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10056         unsigned long interval;
10057         struct sched_domain *sd;
10058         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10059         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
10060         int update_next_balance = 0;
10061         int need_serialize, need_decay = 0;
10062         u64 max_cost = 0;
10063
10064         rcu_read_lock();
10065         for_each_domain(cpu, sd) {
10066                 /*
10067                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
10068                  * visit to all the domains. Decay ~1% per second.
10069                  */
10070                 if (time_after(jiffies, sd->next_decay_max_lb_cost)) {
10071                         sd->max_newidle_lb_cost =
10072                                 (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
10073                         sd->next_decay_max_lb_cost = jiffies + HZ;
10074                         need_decay = 1;
10075                 }
10076                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
10077
10078                 /*
10079                  * Stop the load balance at this level. There is another
10080                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
10081                  * actively.
10082                  */
10083                 if (!continue_balancing) {
10084                         if (need_decay)
10085                                 continue;
10086                         break;
10087                 }
10088
10089                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10090
10091                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
10092                 if (need_serialize) {
10093                         if (!spin_trylock(&balancing))
10094                                 goto out;
10095                 }
10096
10097                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
10098                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
10099                                 /*
10100                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10101                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10102                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10103                                  */
10104                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10105                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10106                         }
10107                         sd->last_balance = jiffies;
10108                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10109                 }
10110                 if (need_serialize)
10111                         spin_unlock(&balancing);
10112 out:
10113                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10114                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10115                         update_next_balance = 1;
10116                 }
10117         }
10118         if (need_decay) {
10119                 /*
10120                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10121                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10122                  */
10123                 rq->max_idle_balance_cost =
10124                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10125         }
10126         rcu_read_unlock();
10127
10128         /*
10129          * next_balance will be updated only when there is a need.
10130          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10131          * updated.
10132          */
10133         if (likely(update_next_balance))
10134                 rq->next_balance = next_balance;
10135
10136 }
10137
10138 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10139 {
10140         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10141 }
10142
10143 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10144 /*
10145  * idle load balancing details
10146  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10147  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10148  *   load balancing for all the idle CPUs.
10149  * - HK_FLAG_MISC CPUs are used for this task, because HK_FLAG_SCHED not set
10150  *   anywhere yet.
10151  */
10152
10153 static inline int find_new_ilb(void)
10154 {
10155         int ilb;
10156
10157         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask,
10158                               housekeeping_cpumask(HK_FLAG_MISC)) {
10159
10160                 if (ilb == smp_processor_id())
10161                         continue;
10162
10163                 if (idle_cpu(ilb))
10164                         return ilb;
10165         }
10166
10167         return nr_cpu_ids;
10168 }
10169
10170 /*
10171  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10172  * idle CPU in the HK_FLAG_MISC housekeeping set (if there is one).
10173  */
10174 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10175 {
10176         int ilb_cpu;
10177
10178         /*
10179          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10180          * not if we only update stats.
10181          */
10182         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10183                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10184
10185         ilb_cpu = find_new_ilb();
10186
10187         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10188                 return;
10189
10190         /*
10191          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10192          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10193          */
10194         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10195         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10196                 return;
10197
10198         /*
10199          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10200          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10201          * will be run before returning from the IPI.
10202          */
10203         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10204 }
10205
10206 /*
10207  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10208  * of idle CPUs in the system.
10209  */
10210 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10211 {
10212         unsigned long now = jiffies;
10213         struct sched_domain_shared *sds;
10214         struct sched_domain *sd;
10215         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10216         unsigned int flags = 0;
10217
10218         if (unlikely(rq->idle_balance))
10219                 return;
10220
10221         /*
10222          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10223          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10224          */
10225         nohz_balance_exit_idle(rq);
10226
10227         /*
10228          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10229          * balancing.
10230          */
10231         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10232                 return;
10233
10234         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10235             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10236                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10237
10238         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10239                 goto out;
10240
10241         if (rq->nr_running >= 2) {
10242                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10243                 goto out;
10244         }
10245
10246         rcu_read_lock();
10247
10248         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10249         if (sd) {
10250                 /*
10251                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10252                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10253                  * on.
10254                  */
10255                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10256                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10257                         goto unlock;
10258                 }
10259         }
10260
10261         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10262         if (sd) {
10263                 /*
10264                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10265                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10266                  * around.
10267                  */
10268                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10269                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10270                                 flags = NOHZ_KICK_MASK;
10271                                 goto unlock;
10272                         }
10273                 }
10274         }
10275
10276         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10277         if (sd) {
10278                 /*
10279                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10280                  * to run the misfit task on.
10281                  */
10282                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10283                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10284                         goto unlock;
10285                 }
10286
10287                 /*
10288                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10289                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10290                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10291                  *
10292                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10293                  */
10294                 goto unlock;
10295         }
10296
10297         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10298         if (sds) {
10299                 /*
10300                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10301                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10302                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10303                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10304                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10305                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10306                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10307                  */
10308                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10309                 if (nr_busy > 1) {
10310                         flags = NOHZ_KICK_MASK;
10311                         goto unlock;
10312                 }
10313         }
10314 unlock:
10315         rcu_read_unlock();
10316 out:
10317         if (flags)
10318                 kick_ilb(flags);
10319 }
10320
10321 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10322 {
10323         struct sched_domain *sd;
10324
10325         rcu_read_lock();
10326         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10327
10328         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10329                 goto unlock;
10330         sd->nohz_idle = 0;
10331
10332         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10333 unlock:
10334         rcu_read_unlock();
10335 }
10336
10337 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10338 {
10339         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10340
10341         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10342                 return;
10343
10344         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10345         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10346         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10347
10348         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10349 }
10350
10351 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10352 {
10353         struct sched_domain *sd;
10354
10355         rcu_read_lock();
10356         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10357
10358         if (!sd || sd->nohz_idle)
10359                 goto unlock;
10360         sd->nohz_idle = 1;
10361
10362         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10363 unlock:
10364         rcu_read_unlock();
10365 }
10366
10367 /*
10368  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10369  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10370  */
10371 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10372 {
10373         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10374
10375         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10376
10377         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10378         if (!cpu_active(cpu))
10379                 return;
10380
10381         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10382         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_FLAG_SCHED))
10383                 return;
10384
10385         /*
10386          * Can be set safely without rq->lock held
10387          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10388          * rq->lock is held during the check and the clear
10389          */
10390         rq->has_blocked_load = 1;
10391
10392         /*
10393          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10394          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10395          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10396          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10397          */
10398         if (rq->nohz_tick_stopped)
10399                 goto out;
10400
10401         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10402         if (on_null_domain(rq))
10403                 return;
10404
10405         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10406
10407         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10408         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10409
10410         /*
10411          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10412          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10413          * store.
10414          */
10415         smp_mb__after_atomic();
10416
10417         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10418
10419 out:
10420         /*
10421          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10422          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10423          */
10424         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10425 }
10426
10427 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
10428 {
10429         unsigned int cpu = rq->cpu;
10430
10431         if (!rq->has_blocked_load)
10432                 return false;
10433
10434         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
10435                 return false;
10436
10437         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
10438                 return true;
10439
10440         update_blocked_averages(cpu);
10441
10442         return rq->has_blocked_load;
10443 }
10444
10445 /*
10446  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10447  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10448  * tasks movement depending of flags.
10449  */
10450 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags,
10451                                enum cpu_idle_type idle)
10452 {
10453         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10454         unsigned long now = jiffies;
10455         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10456         bool has_blocked_load = false;
10457         int update_next_balance = 0;
10458         int this_cpu = this_rq->cpu;
10459         int balance_cpu;
10460         struct rq *rq;
10461
10462         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10463
10464         /*
10465          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10466          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10467          * set the has_blocked flag and trig another update of idle load.
10468          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10469          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10470          * check the load of an idle cpu.
10471          */
10472         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10473
10474         /*
10475          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10476          * store from nohz_balance_enter_idle().
10477          */
10478         smp_mb();
10479
10480         /*
10481          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
10482          * chance for other idle cpu to pull load.
10483          */
10484         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
10485                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
10486                         continue;
10487
10488                 /*
10489                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10490                  * work being done for other CPUs. Next load
10491                  * balancing owner will pick it up.
10492                  */
10493                 if (need_resched()) {
10494                         has_blocked_load = true;
10495                         goto abort;
10496                 }
10497
10498                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10499
10500                 has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
10501
10502                 /*
10503                  * If time for next balance is due,
10504                  * do the balance.
10505                  */
10506                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10507                         struct rq_flags rf;
10508
10509                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10510                         update_rq_clock(rq);
10511                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10512
10513                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10514                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10515                 }
10516
10517                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10518                         next_balance = rq->next_balance;
10519                         update_next_balance = 1;
10520                 }
10521         }
10522
10523         /*
10524          * next_balance will be updated only when there is a need.
10525          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
10526          * updated.
10527          */
10528         if (likely(update_next_balance))
10529                 nohz.next_balance = next_balance;
10530
10531         WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
10532                 now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
10533
10534 abort:
10535         /* There is still blocked load, enable periodic update */
10536         if (has_blocked_load)
10537                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10538 }
10539
10540 /*
10541  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
10542  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
10543  */
10544 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10545 {
10546         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
10547
10548         if (!flags)
10549                 return false;
10550
10551         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
10552
10553         if (idle != CPU_IDLE)
10554                 return false;
10555
10556         _nohz_idle_balance(this_rq, flags, idle);
10557
10558         return true;
10559 }
10560
10561 /*
10562  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
10563  * idle state.
10564  */
10565 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
10566 {
10567         unsigned int flags;
10568
10569         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
10570
10571         /*
10572          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
10573          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
10574          */
10575         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
10576                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK, CPU_IDLE);
10577 }
10578
10579 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
10580 {
10581         int this_cpu = this_rq->cpu;
10582
10583         /*
10584          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
10585          * housekeeping
10586          */
10587         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_FLAG_SCHED))
10588                 return;
10589
10590         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
10591         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
10592                 return;
10593
10594         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
10595         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
10596             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10597                 return;
10598
10599         /*
10600          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
10601          * before entering idle state.
10602          */
10603         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
10604 }
10605
10606 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10607 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
10608
10609 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
10610 {
10611         return false;
10612 }
10613
10614 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
10615 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
10616
10617 /*
10618  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
10619  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
10620  *
10621  * Returns:
10622  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
10623  *     0 - failed, no new tasks
10624  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
10625  */
10626 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
10627 {
10628         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
10629         int this_cpu = this_rq->cpu;
10630         struct sched_domain *sd;
10631         int pulled_task = 0;
10632         u64 curr_cost = 0;
10633
10634         update_misfit_status(NULL, this_rq);
10635         /*
10636          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
10637          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
10638          */
10639         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
10640
10641         /*
10642          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
10643          */
10644         if (!cpu_active(this_cpu))
10645                 return 0;
10646
10647         /*
10648          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
10649          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
10650          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
10651          * re-start the picking loop.
10652          */
10653         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
10654
10655         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost ||
10656             !READ_ONCE(this_rq->rd->overload)) {
10657
10658                 rcu_read_lock();
10659                 sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
10660                 if (sd)
10661                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10662                 rcu_read_unlock();
10663
10664                 goto out;
10665         }
10666
10667         raw_spin_unlock(&this_rq->lock);
10668
10669         update_blocked_averages(this_cpu);
10670         rcu_read_lock();
10671         for_each_domain(this_cpu, sd) {
10672                 int continue_balancing = 1;
10673                 u64 t0, domain_cost;
10674
10675                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost) {
10676                         update_next_balance(sd, &next_balance);
10677                         break;
10678                 }
10679
10680                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
10681                         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
10682
10683                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
10684                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
10685                                                    &continue_balancing);
10686
10687                         domain_cost = sched_clock_cpu(this_cpu) - t0;
10688                         if (domain_cost > sd->max_newidle_lb_cost)
10689                                 sd->max_newidle_lb_cost = domain_cost;
10690
10691                         curr_cost += domain_cost;
10692                 }
10693
10694                 update_next_balance(sd, &next_balance);
10695
10696                 /*
10697                  * Stop searching for tasks to pull if there are
10698                  * now runnable tasks on this rq.
10699                  */
10700                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0)
10701                         break;
10702         }
10703         rcu_read_unlock();
10704
10705         raw_spin_lock(&this_rq->lock);
10706
10707         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
10708                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
10709
10710         /*
10711          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
10712          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
10713          * pretend we pulled a task.
10714          */
10715         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
10716                 pulled_task = 1;
10717
10718         /* Is there a task of a high priority class? */
10719         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
10720                 pulled_task = -1;
10721
10722 out:
10723         /* Move the next balance forward */
10724         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
10725                 this_rq->next_balance = next_balance;
10726
10727         if (pulled_task)
10728                 this_rq->idle_stamp = 0;
10729         else
10730                 nohz_newidle_balance(this_rq);
10731
10732         rq_repin_lock(this_rq, rf);
10733
10734         return pulled_task;
10735 }
10736
10737 /*
10738  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
10739  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
10740  */
10741 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
10742 {
10743         struct rq *this_rq = this_rq();
10744         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
10745                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10746
10747         /*
10748          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
10749          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
10750          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
10751          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
10752          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
10753          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
10754          */
10755         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
10756                 return;
10757
10758         /* normal load balance */
10759         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
10760         rebalance_domains(this_rq, idle);
10761 }
10762
10763 /*
10764  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
10765  */
10766 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
10767 {
10768         /*
10769          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
10770          * runqueue CPU is not active
10771          */
10772         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
10773                 return;
10774
10775         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
10776                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
10777
10778         nohz_balancer_kick(rq);
10779 }
10780
10781 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
10782 {
10783         update_sysctl();
10784
10785         update_runtime_enabled(rq);
10786 }
10787
10788 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
10789 {
10790         update_sysctl();
10791
10792         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
10793         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
10794 }
10795
10796 #endif /* CONFIG_SMP */
10797
10798 /*
10799  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
10800  *
10801  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
10802  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
10803  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
10804  * parameters.
10805  */
10806 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
10807 {
10808         struct cfs_rq *cfs_rq;
10809         struct sched_entity *se = &curr->se;
10810
10811         for_each_sched_entity(se) {
10812                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10813                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
10814         }
10815
10816         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
10817                 task_tick_numa(rq, curr);
10818
10819         update_misfit_status(curr, rq);
10820         update_overutilized_status(task_rq(curr));
10821 }
10822
10823 /*
10824  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
10825  *  - child not yet on the tasklist
10826  *  - preemption disabled
10827  */
10828 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
10829 {
10830         struct cfs_rq *cfs_rq;
10831         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
10832         struct rq *rq = this_rq();
10833         struct rq_flags rf;
10834
10835         rq_lock(rq, &rf);
10836         update_rq_clock(rq);
10837
10838         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
10839         curr = cfs_rq->curr;
10840         if (curr) {
10841                 update_curr(cfs_rq);
10842                 se->vruntime = curr->vruntime;
10843         }
10844         place_entity(cfs_rq, se, 1);
10845
10846         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
10847                 /*
10848                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
10849                  * 'current' within the tree based on its new key value.
10850                  */
10851                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
10852                 resched_curr(rq);
10853         }
10854
10855         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10856         rq_unlock(rq, &rf);
10857 }
10858
10859 /*
10860  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
10861  * the current task.
10862  */
10863 static void
10864 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
10865 {
10866         if (!task_on_rq_queued(p))
10867                 return;
10868
10869         if (rq->cfs.nr_running == 1)
10870                 return;
10871
10872         /*
10873          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
10874          * our priority decreased, or if we are not currently running on
10875          * this runqueue and our priority is higher than the current's
10876          */
10877         if (task_current(rq, p)) {
10878                 if (p->prio > oldprio)
10879                         resched_curr(rq);
10880         } else
10881                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
10882 }
10883
10884 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
10885 {
10886         struct sched_entity *se = &p->se;
10887
10888         /*
10889          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
10890          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
10891          * vruntime.
10892          */
10893         if (p->on_rq)
10894                 return true;
10895
10896         /*
10897          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
10898          * But there are some cases where it has already been normalized:
10899          *
10900          * - A forked child which is waiting for being woken up by
10901          *   wake_up_new_task().
10902          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
10903          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
10904          */
10905         if (!se->sum_exec_runtime ||
10906             (p->state == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
10907                 return true;
10908
10909         return false;
10910 }
10911
10912 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10913 /*
10914  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
10915  * visible to the root
10916  */
10917 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10918 {
10919         struct cfs_rq *cfs_rq;
10920
10921         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se));
10922
10923         /* Start to propagate at parent */
10924         se = se->parent;
10925
10926         for_each_sched_entity(se) {
10927                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10928
10929                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq)){
10930                         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
10931                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
10932                         continue;
10933                 }
10934
10935                 if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq))
10936                         break;
10937         }
10938 }
10939 #else
10940 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
10941 #endif
10942
10943 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10944 {
10945         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10946
10947         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
10948         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
10949         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10950         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10951         propagate_entity_cfs_rq(se);
10952 }
10953
10954 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
10955 {
10956         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10957
10958 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
10959         /*
10960          * Since the real-depth could have been changed (only FAIR
10961          * class maintain depth value), reset depth properly.
10962          */
10963         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
10964 #endif
10965
10966         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
10967         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
10968         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
10969         update_tg_load_avg(cfs_rq);
10970         propagate_entity_cfs_rq(se);
10971 }
10972
10973 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10974 {
10975         struct sched_entity *se = &p->se;
10976         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10977
10978         if (!vruntime_normalized(p)) {
10979                 /*
10980                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
10981                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
10982                  */
10983                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
10984                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
10985         }
10986
10987         detach_entity_cfs_rq(se);
10988 }
10989
10990 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
10991 {
10992         struct sched_entity *se = &p->se;
10993         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
10994
10995         attach_entity_cfs_rq(se);
10996
10997         if (!vruntime_normalized(p))
10998                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
10999 }
11000
11001 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11002 {
11003         detach_task_cfs_rq(p);
11004 }
11005
11006 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11007 {
11008         attach_task_cfs_rq(p);
11009
11010         if (task_on_rq_queued(p)) {
11011                 /*
11012                  * We were most likely switched from sched_rt, so
11013                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
11014                  * if we can still preempt the current task.
11015                  */
11016                 if (task_current(rq, p))
11017                         resched_curr(rq);
11018                 else
11019                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
11020         }
11021 }
11022
11023 /* Account for a task changing its policy or group.
11024  *
11025  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
11026  * migrates between groups/classes.
11027  */
11028 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
11029 {
11030         struct sched_entity *se = &p->se;
11031
11032 #ifdef CONFIG_SMP
11033         if (task_on_rq_queued(p)) {
11034                 /*
11035                  * Move the next running task to the front of the list, so our
11036                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
11037                  */
11038                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
11039         }
11040 #endif
11041
11042         for_each_sched_entity(se) {
11043                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11044
11045                 set_next_entity(cfs_rq, se);
11046                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
11047                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
11048         }
11049 }
11050
11051 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
11052 {
11053         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
11054         cfs_rq->min_vruntime = (u64)(-(1LL << 20));
11055 #ifndef CONFIG_64BIT
11056         cfs_rq->min_vruntime_copy = cfs_rq->min_vruntime;
11057 #endif
11058 #ifdef CONFIG_SMP
11059         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
11060 #endif
11061 }
11062
11063 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11064 static void task_set_group_fair(struct task_struct *p)
11065 {
11066         struct sched_entity *se = &p->se;
11067
11068         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11069         se->depth = se->parent ? se->parent->depth + 1 : 0;
11070 }
11071
11072 static void task_move_group_fair(struct task_struct *p)
11073 {
11074         detach_task_cfs_rq(p);
11075         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11076
11077 #ifdef CONFIG_SMP
11078         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
11079         p->se.avg.last_update_time = 0;
11080 #endif
11081         attach_task_cfs_rq(p);
11082 }
11083
11084 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p, int type)
11085 {
11086         switch (type) {
11087         case TASK_SET_GROUP:
11088                 task_set_group_fair(p);
11089                 break;
11090
11091         case TASK_MOVE_GROUP:
11092                 task_move_group_fair(p);
11093                 break;
11094         }
11095 }
11096
11097 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11098 {
11099         int i;
11100
11101         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11102
11103         for_each_possible_cpu(i) {
11104                 if (tg->cfs_rq)
11105                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
11106                 if (tg->se)
11107                         kfree(tg->se[i]);
11108         }
11109
11110         kfree(tg->cfs_rq);
11111         kfree(tg->se);
11112 }
11113
11114 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11115 {
11116         struct sched_entity *se;
11117         struct cfs_rq *cfs_rq;
11118         int i;
11119
11120         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11121         if (!tg->cfs_rq)
11122                 goto err;
11123         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11124         if (!tg->se)
11125                 goto err;
11126
11127         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11128
11129         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11130
11131         for_each_possible_cpu(i) {
11132                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11133                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11134                 if (!cfs_rq)
11135                         goto err;
11136
11137                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity),
11138                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11139                 if (!se)
11140                         goto err_free_rq;
11141
11142                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11143                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11144                 init_entity_runnable_average(se);
11145         }
11146
11147         return 1;
11148
11149 err_free_rq:
11150         kfree(cfs_rq);
11151 err:
11152         return 0;
11153 }
11154
11155 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11156 {
11157         struct sched_entity *se;
11158         struct rq_flags rf;
11159         struct rq *rq;
11160         int i;
11161
11162         for_each_possible_cpu(i) {
11163                 rq = cpu_rq(i);
11164                 se = tg->se[i];
11165                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11166                 update_rq_clock(rq);
11167                 attach_entity_cfs_rq(se);
11168                 sync_throttle(tg, i);
11169                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11170         }
11171 }
11172
11173 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11174 {
11175         unsigned long flags;
11176         struct rq *rq;
11177         int cpu;
11178
11179         for_each_possible_cpu(cpu) {
11180                 if (tg->se[cpu])
11181                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11182
11183                 /*
11184                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11185                  * check on_list without danger of it being re-added.
11186                  */
11187                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11188                         continue;
11189
11190                 rq = cpu_rq(cpu);
11191
11192                 raw_spin_lock_irqsave(&rq->lock, flags);
11193                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11194                 raw_spin_unlock_irqrestore(&rq->lock, flags);
11195         }
11196 }
11197
11198 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11199                         struct sched_entity *se, int cpu,
11200                         struct sched_entity *parent)
11201 {
11202         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11203
11204         cfs_rq->tg = tg;
11205         cfs_rq->rq = rq;
11206         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11207
11208         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11209         tg->se[cpu] = se;
11210
11211         /* se could be NULL for root_task_group */
11212         if (!se)
11213                 return;
11214
11215         if (!parent) {
11216                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11217                 se->depth = 0;
11218         } else {
11219                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11220                 se->depth = parent->depth + 1;
11221         }
11222
11223         se->my_q = cfs_rq;
11224         /* guarantee group entities always have weight */
11225         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11226         se->parent = parent;
11227 }
11228
11229 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11230
11231 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11232 {
11233         int i;
11234
11235         /*
11236          * We can't change the weight of the root cgroup.
11237          */
11238         if (!tg->se[0])
11239                 return -EINVAL;
11240
11241         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11242
11243         mutex_lock(&shares_mutex);
11244         if (tg->shares == shares)
11245                 goto done;
11246
11247         tg->shares = shares;
11248         for_each_possible_cpu(i) {
11249                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11250                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11251                 struct rq_flags rf;
11252
11253                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11254                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11255                 update_rq_clock(rq);
11256                 for_each_sched_entity(se) {
11257                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11258                         update_cfs_group(se);
11259                 }
11260                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11261         }
11262
11263 done:
11264         mutex_unlock(&shares_mutex);
11265         return 0;
11266 }
11267 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11268
11269 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11270
11271 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11272 {
11273         return 1;
11274 }
11275
11276 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11277
11278 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11279
11280 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11281
11282
11283 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11284 {
11285         struct sched_entity *se = &task->se;
11286         unsigned int rr_interval = 0;
11287
11288         /*
11289          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11290          * idle runqueue:
11291          */
11292         if (rq->cfs.load.weight)
11293                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11294
11295         return rr_interval;
11296 }
11297
11298 /*
11299  * All the scheduling class methods:
11300  */
11301 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
11302
11303         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11304         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11305         .yield_task             = yield_task_fair,
11306         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11307
11308         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11309
11310         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11311         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11312         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11313
11314 #ifdef CONFIG_SMP
11315         .balance                = balance_fair,
11316         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11317         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
11318
11319         .rq_online              = rq_online_fair,
11320         .rq_offline             = rq_offline_fair,
11321
11322         .task_dead              = task_dead_fair,
11323         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
11324 #endif
11325
11326         .task_tick              = task_tick_fair,
11327         .task_fork              = task_fork_fair,
11328
11329         .prio_changed           = prio_changed_fair,
11330         .switched_from          = switched_from_fair,
11331         .switched_to            = switched_to_fair,
11332
11333         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
11334
11335         .update_curr            = update_curr_fair,
11336
11337 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11338         .task_change_group      = task_change_group_fair,
11339 #endif
11340
11341 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
11342         .uclamp_enabled         = 1,
11343 #endif
11344 };
11345
11346 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
11347 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
11348 {
11349         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
11350
11351         rcu_read_lock();
11352         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
11353                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
11354         rcu_read_unlock();
11355 }
11356
11357 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
11358 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
11359 {
11360         int node;
11361         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
11362         struct numa_group *ng;
11363
11364         rcu_read_lock();
11365         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
11366         for_each_online_node(node) {
11367                 if (p->numa_faults) {
11368                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
11369                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11370                 }
11371                 if (ng) {
11372                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
11373                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
11374                 }
11375                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
11376         }
11377         rcu_read_unlock();
11378 }
11379 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
11380 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
11381
11382 __init void init_sched_fair_class(void)
11383 {
11384 #ifdef CONFIG_SMP
11385         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
11386
11387 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
11388         nohz.next_balance = jiffies;
11389         nohz.next_blocked = jiffies;
11390         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
11391 #endif
11392 #endif /* SMP */
11393
11394 }
11395
11396 /*
11397  * Helper functions to facilitate extracting info from tracepoints.
11398  */
11399
11400 const struct sched_avg *sched_trace_cfs_rq_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
11401 {
11402 #ifdef CONFIG_SMP
11403         return cfs_rq ? &cfs_rq->avg : NULL;
11404 #else
11405         return NULL;
11406 #endif
11407 }
11408 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_avg);
11409
11410 char *sched_trace_cfs_rq_path(struct cfs_rq *cfs_rq, char *str, int len)
11411 {
11412         if (!cfs_rq) {
11413                 if (str)
11414                         strlcpy(str, "(null)", len);
11415                 else
11416                         return NULL;
11417         }
11418
11419         cfs_rq_tg_path(cfs_rq, str, len);
11420         return str;
11421 }
11422 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_path);
11423
11424 int sched_trace_cfs_rq_cpu(struct cfs_rq *cfs_rq)
11425 {
11426         return cfs_rq ? cpu_of(rq_of(cfs_rq)) : -1;
11427 }
11428 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_cfs_rq_cpu);
11429
11430 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_rt(struct rq *rq)
11431 {
11432 #ifdef CONFIG_SMP
11433         return rq ? &rq->avg_rt : NULL;
11434 #else
11435         return NULL;
11436 #endif
11437 }
11438 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_rt);
11439
11440 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_dl(struct rq *rq)
11441 {
11442 #ifdef CONFIG_SMP
11443         return rq ? &rq->avg_dl : NULL;
11444 #else
11445         return NULL;
11446 #endif
11447 }
11448 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_dl);
11449
11450 const struct sched_avg *sched_trace_rq_avg_irq(struct rq *rq)
11451 {
11452 #if defined(CONFIG_SMP) && defined(CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ)
11453         return rq ? &rq->avg_irq : NULL;
11454 #else
11455         return NULL;
11456 #endif
11457 }
11458 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_avg_irq);
11459
11460 int sched_trace_rq_cpu(struct rq *rq)
11461 {
11462         return rq ? cpu_of(rq) : -1;
11463 }
11464 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu);
11465
11466 int sched_trace_rq_cpu_capacity(struct rq *rq)
11467 {
11468         return rq ?
11469 #ifdef CONFIG_SMP
11470                 rq->cpu_capacity
11471 #else
11472                 SCHED_CAPACITY_SCALE
11473 #endif
11474                 : -1;
11475 }
11476 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_cpu_capacity);
11477
11478 const struct cpumask *sched_trace_rd_span(struct root_domain *rd)
11479 {
11480 #ifdef CONFIG_SMP
11481         return rd ? rd->span : NULL;
11482 #else
11483         return NULL;
11484 #endif
11485 }
11486 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rd_span);
11487
11488 int sched_trace_rq_nr_running(struct rq *rq)
11489 {
11490         return rq ? rq->nr_running : -1;
11491 }
11492 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_trace_rq_nr_running);