ACPI: APEI: Fix integer overflow in ghes_estatus_pool_init()
[sfrench/cifs-2.6.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 <linux/energy_model.h>
24 #include <linux/mmap_lock.h>
25 #include <linux/hugetlb_inline.h>
26 #include <linux/jiffies.h>
27 #include <linux/mm_api.h>
28 #include <linux/highmem.h>
29 #include <linux/spinlock_api.h>
30 #include <linux/cpumask_api.h>
31 #include <linux/lockdep_api.h>
32 #include <linux/softirq.h>
33 #include <linux/refcount_api.h>
34 #include <linux/topology.h>
35 #include <linux/sched/clock.h>
36 #include <linux/sched/cond_resched.h>
37 #include <linux/sched/cputime.h>
38 #include <linux/sched/isolation.h>
39 #include <linux/sched/nohz.h>
40
41 #include <linux/cpuidle.h>
42 #include <linux/interrupt.h>
43 #include <linux/mempolicy.h>
44 #include <linux/mutex_api.h>
45 #include <linux/profile.h>
46 #include <linux/psi.h>
47 #include <linux/ratelimit.h>
48 #include <linux/task_work.h>
49
50 #include <asm/switch_to.h>
51
52 #include <linux/sched/cond_resched.h>
53
54 #include "sched.h"
55 #include "stats.h"
56 #include "autogroup.h"
57
58 /*
59  * Targeted preemption latency for CPU-bound tasks:
60  *
61  * NOTE: this latency value is not the same as the concept of
62  * 'timeslice length' - timeslices in CFS are of variable length
63  * and have no persistent notion like in traditional, time-slice
64  * based scheduling concepts.
65  *
66  * (to see the precise effective timeslice length of your workload,
67  *  run vmstat and monitor the context-switches (cs) field)
68  *
69  * (default: 6ms * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
70  */
71 unsigned int sysctl_sched_latency                       = 6000000ULL;
72 static unsigned int normalized_sysctl_sched_latency     = 6000000ULL;
73
74 /*
75  * The initial- and re-scaling of tunables is configurable
76  *
77  * Options are:
78  *
79  *   SCHED_TUNABLESCALING_NONE - unscaled, always *1
80  *   SCHED_TUNABLESCALING_LOG - scaled logarithmical, *1+ilog(ncpus)
81  *   SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR - scaled linear, *ncpus
82  *
83  * (default SCHED_TUNABLESCALING_LOG = *(1+ilog(ncpus))
84  */
85 unsigned int sysctl_sched_tunable_scaling = SCHED_TUNABLESCALING_LOG;
86
87 /*
88  * Minimal preemption granularity for CPU-bound tasks:
89  *
90  * (default: 0.75 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
91  */
92 unsigned int sysctl_sched_min_granularity                       = 750000ULL;
93 static unsigned int normalized_sysctl_sched_min_granularity     = 750000ULL;
94
95 /*
96  * Minimal preemption granularity for CPU-bound SCHED_IDLE tasks.
97  * Applies only when SCHED_IDLE tasks compete with normal tasks.
98  *
99  * (default: 0.75 msec)
100  */
101 unsigned int sysctl_sched_idle_min_granularity                  = 750000ULL;
102
103 /*
104  * This value is kept at sysctl_sched_latency/sysctl_sched_min_granularity
105  */
106 static unsigned int sched_nr_latency = 8;
107
108 /*
109  * After fork, child runs first. If set to 0 (default) then
110  * parent will (try to) run first.
111  */
112 unsigned int sysctl_sched_child_runs_first __read_mostly;
113
114 /*
115  * SCHED_OTHER wake-up granularity.
116  *
117  * This option delays the preemption effects of decoupled workloads
118  * and reduces their over-scheduling. Synchronous workloads will still
119  * have immediate wakeup/sleep latencies.
120  *
121  * (default: 1 msec * (1 + ilog(ncpus)), units: nanoseconds)
122  */
123 unsigned int sysctl_sched_wakeup_granularity                    = 1000000UL;
124 static unsigned int normalized_sysctl_sched_wakeup_granularity  = 1000000UL;
125
126 const_debug unsigned int sysctl_sched_migration_cost    = 500000UL;
127
128 int sched_thermal_decay_shift;
129 static int __init setup_sched_thermal_decay_shift(char *str)
130 {
131         int _shift = 0;
132
133         if (kstrtoint(str, 0, &_shift))
134                 pr_warn("Unable to set scheduler thermal pressure decay shift parameter\n");
135
136         sched_thermal_decay_shift = clamp(_shift, 0, 10);
137         return 1;
138 }
139 __setup("sched_thermal_decay_shift=", setup_sched_thermal_decay_shift);
140
141 #ifdef CONFIG_SMP
142 /*
143  * For asym packing, by default the lower numbered CPU has higher priority.
144  */
145 int __weak arch_asym_cpu_priority(int cpu)
146 {
147         return -cpu;
148 }
149
150 /*
151  * The margin used when comparing utilization with CPU capacity.
152  *
153  * (default: ~20%)
154  */
155 #define fits_capacity(cap, max) ((cap) * 1280 < (max) * 1024)
156
157 /*
158  * The margin used when comparing CPU capacities.
159  * is 'cap1' noticeably greater than 'cap2'
160  *
161  * (default: ~5%)
162  */
163 #define capacity_greater(cap1, cap2) ((cap1) * 1024 > (cap2) * 1078)
164 #endif
165
166 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
167 /*
168  * Amount of runtime to allocate from global (tg) to local (per-cfs_rq) pool
169  * each time a cfs_rq requests quota.
170  *
171  * Note: in the case that the slice exceeds the runtime remaining (either due
172  * to consumption or the quota being specified to be smaller than the slice)
173  * we will always only issue the remaining available time.
174  *
175  * (default: 5 msec, units: microseconds)
176  */
177 static unsigned int sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice            = 5000UL;
178 #endif
179
180 #ifdef CONFIG_SYSCTL
181 static struct ctl_table sched_fair_sysctls[] = {
182         {
183                 .procname       = "sched_child_runs_first",
184                 .data           = &sysctl_sched_child_runs_first,
185                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
186                 .mode           = 0644,
187                 .proc_handler   = proc_dointvec,
188         },
189 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
190         {
191                 .procname       = "sched_cfs_bandwidth_slice_us",
192                 .data           = &sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice,
193                 .maxlen         = sizeof(unsigned int),
194                 .mode           = 0644,
195                 .proc_handler   = proc_dointvec_minmax,
196                 .extra1         = SYSCTL_ONE,
197         },
198 #endif
199         {}
200 };
201
202 static int __init sched_fair_sysctl_init(void)
203 {
204         register_sysctl_init("kernel", sched_fair_sysctls);
205         return 0;
206 }
207 late_initcall(sched_fair_sysctl_init);
208 #endif
209
210 static inline void update_load_add(struct load_weight *lw, unsigned long inc)
211 {
212         lw->weight += inc;
213         lw->inv_weight = 0;
214 }
215
216 static inline void update_load_sub(struct load_weight *lw, unsigned long dec)
217 {
218         lw->weight -= dec;
219         lw->inv_weight = 0;
220 }
221
222 static inline void update_load_set(struct load_weight *lw, unsigned long w)
223 {
224         lw->weight = w;
225         lw->inv_weight = 0;
226 }
227
228 /*
229  * Increase the granularity value when there are more CPUs,
230  * because with more CPUs the 'effective latency' as visible
231  * to users decreases. But the relationship is not linear,
232  * so pick a second-best guess by going with the log2 of the
233  * number of CPUs.
234  *
235  * This idea comes from the SD scheduler of Con Kolivas:
236  */
237 static unsigned int get_update_sysctl_factor(void)
238 {
239         unsigned int cpus = min_t(unsigned int, num_online_cpus(), 8);
240         unsigned int factor;
241
242         switch (sysctl_sched_tunable_scaling) {
243         case SCHED_TUNABLESCALING_NONE:
244                 factor = 1;
245                 break;
246         case SCHED_TUNABLESCALING_LINEAR:
247                 factor = cpus;
248                 break;
249         case SCHED_TUNABLESCALING_LOG:
250         default:
251                 factor = 1 + ilog2(cpus);
252                 break;
253         }
254
255         return factor;
256 }
257
258 static void update_sysctl(void)
259 {
260         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
261
262 #define SET_SYSCTL(name) \
263         (sysctl_##name = (factor) * normalized_sysctl_##name)
264         SET_SYSCTL(sched_min_granularity);
265         SET_SYSCTL(sched_latency);
266         SET_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
267 #undef SET_SYSCTL
268 }
269
270 void __init sched_init_granularity(void)
271 {
272         update_sysctl();
273 }
274
275 #define WMULT_CONST     (~0U)
276 #define WMULT_SHIFT     32
277
278 static void __update_inv_weight(struct load_weight *lw)
279 {
280         unsigned long w;
281
282         if (likely(lw->inv_weight))
283                 return;
284
285         w = scale_load_down(lw->weight);
286
287         if (BITS_PER_LONG > 32 && unlikely(w >= WMULT_CONST))
288                 lw->inv_weight = 1;
289         else if (unlikely(!w))
290                 lw->inv_weight = WMULT_CONST;
291         else
292                 lw->inv_weight = WMULT_CONST / w;
293 }
294
295 /*
296  * delta_exec * weight / lw.weight
297  *   OR
298  * (delta_exec * (weight * lw->inv_weight)) >> WMULT_SHIFT
299  *
300  * Either weight := NICE_0_LOAD and lw \e sched_prio_to_wmult[], in which case
301  * we're guaranteed shift stays positive because inv_weight is guaranteed to
302  * fit 32 bits, and NICE_0_LOAD gives another 10 bits; therefore shift >= 22.
303  *
304  * Or, weight =< lw.weight (because lw.weight is the runqueue weight), thus
305  * weight/lw.weight <= 1, and therefore our shift will also be positive.
306  */
307 static u64 __calc_delta(u64 delta_exec, unsigned long weight, struct load_weight *lw)
308 {
309         u64 fact = scale_load_down(weight);
310         u32 fact_hi = (u32)(fact >> 32);
311         int shift = WMULT_SHIFT;
312         int fs;
313
314         __update_inv_weight(lw);
315
316         if (unlikely(fact_hi)) {
317                 fs = fls(fact_hi);
318                 shift -= fs;
319                 fact >>= fs;
320         }
321
322         fact = mul_u32_u32(fact, lw->inv_weight);
323
324         fact_hi = (u32)(fact >> 32);
325         if (fact_hi) {
326                 fs = fls(fact_hi);
327                 shift -= fs;
328                 fact >>= fs;
329         }
330
331         return mul_u64_u32_shr(delta_exec, fact, shift);
332 }
333
334
335 const struct sched_class fair_sched_class;
336
337 /**************************************************************
338  * CFS operations on generic schedulable entities:
339  */
340
341 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
342
343 /* Walk up scheduling entities hierarchy */
344 #define for_each_sched_entity(se) \
345                 for (; se; se = se->parent)
346
347 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
348 {
349         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
350         int cpu = cpu_of(rq);
351
352         if (cfs_rq->on_list)
353                 return rq->tmp_alone_branch == &rq->leaf_cfs_rq_list;
354
355         cfs_rq->on_list = 1;
356
357         /*
358          * Ensure we either appear before our parent (if already
359          * enqueued) or force our parent to appear after us when it is
360          * enqueued. The fact that we always enqueue bottom-up
361          * reduces this to two cases and a special case for the root
362          * cfs_rq. Furthermore, it also means that we will always reset
363          * tmp_alone_branch either when the branch is connected
364          * to a tree or when we reach the top of the tree
365          */
366         if (cfs_rq->tg->parent &&
367             cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->on_list) {
368                 /*
369                  * If parent is already on the list, we add the child
370                  * just before. Thanks to circular linked property of
371                  * the list, this means to put the child at the tail
372                  * of the list that starts by parent.
373                  */
374                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
375                         &(cfs_rq->tg->parent->cfs_rq[cpu]->leaf_cfs_rq_list));
376                 /*
377                  * The branch is now connected to its tree so we can
378                  * reset tmp_alone_branch to the beginning of the
379                  * list.
380                  */
381                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
382                 return true;
383         }
384
385         if (!cfs_rq->tg->parent) {
386                 /*
387                  * cfs rq without parent should be put
388                  * at the tail of the list.
389                  */
390                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list,
391                         &rq->leaf_cfs_rq_list);
392                 /*
393                  * We have reach the top of a tree so we can reset
394                  * tmp_alone_branch to the beginning of the list.
395                  */
396                 rq->tmp_alone_branch = &rq->leaf_cfs_rq_list;
397                 return true;
398         }
399
400         /*
401          * The parent has not already been added so we want to
402          * make sure that it will be put after us.
403          * tmp_alone_branch points to the begin of the branch
404          * where we will add parent.
405          */
406         list_add_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list, rq->tmp_alone_branch);
407         /*
408          * update tmp_alone_branch to points to the new begin
409          * of the branch
410          */
411         rq->tmp_alone_branch = &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list;
412         return false;
413 }
414
415 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
416 {
417         if (cfs_rq->on_list) {
418                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
419
420                 /*
421                  * With cfs_rq being unthrottled/throttled during an enqueue,
422                  * it can happen the tmp_alone_branch points the a leaf that
423                  * we finally want to del. In this case, tmp_alone_branch moves
424                  * to the prev element but it will point to rq->leaf_cfs_rq_list
425                  * at the end of the enqueue.
426                  */
427                 if (rq->tmp_alone_branch == &cfs_rq->leaf_cfs_rq_list)
428                         rq->tmp_alone_branch = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
429
430                 list_del_rcu(&cfs_rq->leaf_cfs_rq_list);
431                 cfs_rq->on_list = 0;
432         }
433 }
434
435 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
436 {
437         SCHED_WARN_ON(rq->tmp_alone_branch != &rq->leaf_cfs_rq_list);
438 }
439
440 /* Iterate thr' all leaf cfs_rq's on a runqueue */
441 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)                      \
442         list_for_each_entry_safe(cfs_rq, pos, &rq->leaf_cfs_rq_list,    \
443                                  leaf_cfs_rq_list)
444
445 /* Do the two (enqueued) entities belong to the same group ? */
446 static inline struct cfs_rq *
447 is_same_group(struct sched_entity *se, struct sched_entity *pse)
448 {
449         if (se->cfs_rq == pse->cfs_rq)
450                 return se->cfs_rq;
451
452         return NULL;
453 }
454
455 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
456 {
457         return se->parent;
458 }
459
460 static void
461 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
462 {
463         int se_depth, pse_depth;
464
465         /*
466          * preemption test can be made between sibling entities who are in the
467          * same cfs_rq i.e who have a common parent. Walk up the hierarchy of
468          * both tasks until we find their ancestors who are siblings of common
469          * parent.
470          */
471
472         /* First walk up until both entities are at same depth */
473         se_depth = (*se)->depth;
474         pse_depth = (*pse)->depth;
475
476         while (se_depth > pse_depth) {
477                 se_depth--;
478                 *se = parent_entity(*se);
479         }
480
481         while (pse_depth > se_depth) {
482                 pse_depth--;
483                 *pse = parent_entity(*pse);
484         }
485
486         while (!is_same_group(*se, *pse)) {
487                 *se = parent_entity(*se);
488                 *pse = parent_entity(*pse);
489         }
490 }
491
492 static int tg_is_idle(struct task_group *tg)
493 {
494         return tg->idle > 0;
495 }
496
497 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
498 {
499         return cfs_rq->idle > 0;
500 }
501
502 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
503 {
504         if (entity_is_task(se))
505                 return task_has_idle_policy(task_of(se));
506         return cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se));
507 }
508
509 #else   /* !CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
510
511 #define for_each_sched_entity(se) \
512                 for (; se; se = NULL)
513
514 static inline bool list_add_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
515 {
516         return true;
517 }
518
519 static inline void list_del_leaf_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
520 {
521 }
522
523 static inline void assert_list_leaf_cfs_rq(struct rq *rq)
524 {
525 }
526
527 #define for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos)      \
528                 for (cfs_rq = &rq->cfs, pos = NULL; cfs_rq; cfs_rq = pos)
529
530 static inline struct sched_entity *parent_entity(struct sched_entity *se)
531 {
532         return NULL;
533 }
534
535 static inline void
536 find_matching_se(struct sched_entity **se, struct sched_entity **pse)
537 {
538 }
539
540 static inline int tg_is_idle(struct task_group *tg)
541 {
542         return 0;
543 }
544
545 static int cfs_rq_is_idle(struct cfs_rq *cfs_rq)
546 {
547         return 0;
548 }
549
550 static int se_is_idle(struct sched_entity *se)
551 {
552         return 0;
553 }
554
555 #endif  /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
556
557 static __always_inline
558 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec);
559
560 /**************************************************************
561  * Scheduling class tree data structure manipulation methods:
562  */
563
564 static inline u64 max_vruntime(u64 max_vruntime, u64 vruntime)
565 {
566         s64 delta = (s64)(vruntime - max_vruntime);
567         if (delta > 0)
568                 max_vruntime = vruntime;
569
570         return max_vruntime;
571 }
572
573 static inline u64 min_vruntime(u64 min_vruntime, u64 vruntime)
574 {
575         s64 delta = (s64)(vruntime - min_vruntime);
576         if (delta < 0)
577                 min_vruntime = vruntime;
578
579         return min_vruntime;
580 }
581
582 static inline bool entity_before(struct sched_entity *a,
583                                 struct sched_entity *b)
584 {
585         return (s64)(a->vruntime - b->vruntime) < 0;
586 }
587
588 #define __node_2_se(node) \
589         rb_entry((node), struct sched_entity, run_node)
590
591 static void update_min_vruntime(struct cfs_rq *cfs_rq)
592 {
593         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
594         struct rb_node *leftmost = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
595
596         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
597
598         if (curr) {
599                 if (curr->on_rq)
600                         vruntime = curr->vruntime;
601                 else
602                         curr = NULL;
603         }
604
605         if (leftmost) { /* non-empty tree */
606                 struct sched_entity *se = __node_2_se(leftmost);
607
608                 if (!curr)
609                         vruntime = se->vruntime;
610                 else
611                         vruntime = min_vruntime(vruntime, se->vruntime);
612         }
613
614         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
615         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime,
616                       max_vruntime(cfs_rq->min_vruntime, vruntime));
617 }
618
619 static inline bool __entity_less(struct rb_node *a, const struct rb_node *b)
620 {
621         return entity_before(__node_2_se(a), __node_2_se(b));
622 }
623
624 /*
625  * Enqueue an entity into the rb-tree:
626  */
627 static void __enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
628 {
629         rb_add_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline, __entity_less);
630 }
631
632 static void __dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
633 {
634         rb_erase_cached(&se->run_node, &cfs_rq->tasks_timeline);
635 }
636
637 struct sched_entity *__pick_first_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
638 {
639         struct rb_node *left = rb_first_cached(&cfs_rq->tasks_timeline);
640
641         if (!left)
642                 return NULL;
643
644         return __node_2_se(left);
645 }
646
647 static struct sched_entity *__pick_next_entity(struct sched_entity *se)
648 {
649         struct rb_node *next = rb_next(&se->run_node);
650
651         if (!next)
652                 return NULL;
653
654         return __node_2_se(next);
655 }
656
657 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
658 struct sched_entity *__pick_last_entity(struct cfs_rq *cfs_rq)
659 {
660         struct rb_node *last = rb_last(&cfs_rq->tasks_timeline.rb_root);
661
662         if (!last)
663                 return NULL;
664
665         return __node_2_se(last);
666 }
667
668 /**************************************************************
669  * Scheduling class statistics methods:
670  */
671
672 int sched_update_scaling(void)
673 {
674         unsigned int factor = get_update_sysctl_factor();
675
676         sched_nr_latency = DIV_ROUND_UP(sysctl_sched_latency,
677                                         sysctl_sched_min_granularity);
678
679 #define WRT_SYSCTL(name) \
680         (normalized_sysctl_##name = sysctl_##name / (factor))
681         WRT_SYSCTL(sched_min_granularity);
682         WRT_SYSCTL(sched_latency);
683         WRT_SYSCTL(sched_wakeup_granularity);
684 #undef WRT_SYSCTL
685
686         return 0;
687 }
688 #endif
689
690 /*
691  * delta /= w
692  */
693 static inline u64 calc_delta_fair(u64 delta, struct sched_entity *se)
694 {
695         if (unlikely(se->load.weight != NICE_0_LOAD))
696                 delta = __calc_delta(delta, NICE_0_LOAD, &se->load);
697
698         return delta;
699 }
700
701 /*
702  * The idea is to set a period in which each task runs once.
703  *
704  * When there are too many tasks (sched_nr_latency) we have to stretch
705  * this period because otherwise the slices get too small.
706  *
707  * p = (nr <= nl) ? l : l*nr/nl
708  */
709 static u64 __sched_period(unsigned long nr_running)
710 {
711         if (unlikely(nr_running > sched_nr_latency))
712                 return nr_running * sysctl_sched_min_granularity;
713         else
714                 return sysctl_sched_latency;
715 }
716
717 static bool sched_idle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq);
718
719 /*
720  * We calculate the wall-time slice from the period by taking a part
721  * proportional to the weight.
722  *
723  * s = p*P[w/rw]
724  */
725 static u64 sched_slice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
726 {
727         unsigned int nr_running = cfs_rq->nr_running;
728         struct sched_entity *init_se = se;
729         unsigned int min_gran;
730         u64 slice;
731
732         if (sched_feat(ALT_PERIOD))
733                 nr_running = rq_of(cfs_rq)->cfs.h_nr_running;
734
735         slice = __sched_period(nr_running + !se->on_rq);
736
737         for_each_sched_entity(se) {
738                 struct load_weight *load;
739                 struct load_weight lw;
740                 struct cfs_rq *qcfs_rq;
741
742                 qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
743                 load = &qcfs_rq->load;
744
745                 if (unlikely(!se->on_rq)) {
746                         lw = qcfs_rq->load;
747
748                         update_load_add(&lw, se->load.weight);
749                         load = &lw;
750                 }
751                 slice = __calc_delta(slice, se->load.weight, load);
752         }
753
754         if (sched_feat(BASE_SLICE)) {
755                 if (se_is_idle(init_se) && !sched_idle_cfs_rq(cfs_rq))
756                         min_gran = sysctl_sched_idle_min_granularity;
757                 else
758                         min_gran = sysctl_sched_min_granularity;
759
760                 slice = max_t(u64, slice, min_gran);
761         }
762
763         return slice;
764 }
765
766 /*
767  * We calculate the vruntime slice of a to-be-inserted task.
768  *
769  * vs = s/w
770  */
771 static u64 sched_vslice(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
772 {
773         return calc_delta_fair(sched_slice(cfs_rq, se), se);
774 }
775
776 #include "pelt.h"
777 #ifdef CONFIG_SMP
778
779 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev_cpu, int cpu);
780 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p);
781 static unsigned long capacity_of(int cpu);
782
783 /* Give new sched_entity start runnable values to heavy its load in infant time */
784 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
785 {
786         struct sched_avg *sa = &se->avg;
787
788         memset(sa, 0, sizeof(*sa));
789
790         /*
791          * Tasks are initialized with full load to be seen as heavy tasks until
792          * they get a chance to stabilize to their real load level.
793          * Group entities are initialized with zero load to reflect the fact that
794          * nothing has been attached to the task group yet.
795          */
796         if (entity_is_task(se))
797                 sa->load_avg = scale_load_down(se->load.weight);
798
799         /* when this task enqueue'ed, it will contribute to its cfs_rq's load_avg */
800 }
801
802 /*
803  * With new tasks being created, their initial util_avgs are extrapolated
804  * based on the cfs_rq's current util_avg:
805  *
806  *   util_avg = cfs_rq->util_avg / (cfs_rq->load_avg + 1) * se.load.weight
807  *
808  * However, in many cases, the above util_avg does not give a desired
809  * value. Moreover, the sum of the util_avgs may be divergent, such
810  * as when the series is a harmonic series.
811  *
812  * To solve this problem, we also cap the util_avg of successive tasks to
813  * only 1/2 of the left utilization budget:
814  *
815  *   util_avg_cap = (cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2^n
816  *
817  * where n denotes the nth task and cpu_scale the CPU capacity.
818  *
819  * For example, for a CPU with 1024 of capacity, a simplest series from
820  * the beginning would be like:
821  *
822  *  task  util_avg: 512, 256, 128,  64,  32,   16,    8, ...
823  * cfs_rq util_avg: 512, 768, 896, 960, 992, 1008, 1016, ...
824  *
825  * Finally, that extrapolated util_avg is clamped to the cap (util_avg_cap)
826  * if util_avg > util_avg_cap.
827  */
828 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
829 {
830         struct sched_entity *se = &p->se;
831         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
832         struct sched_avg *sa = &se->avg;
833         long cpu_scale = arch_scale_cpu_capacity(cpu_of(rq_of(cfs_rq)));
834         long cap = (long)(cpu_scale - cfs_rq->avg.util_avg) / 2;
835
836         if (p->sched_class != &fair_sched_class) {
837                 /*
838                  * For !fair tasks do:
839                  *
840                 update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
841                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
842                 switched_from_fair(rq, p);
843                  *
844                  * such that the next switched_to_fair() has the
845                  * expected state.
846                  */
847                 se->avg.last_update_time = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
848                 return;
849         }
850
851         if (cap > 0) {
852                 if (cfs_rq->avg.util_avg != 0) {
853                         sa->util_avg  = cfs_rq->avg.util_avg * se->load.weight;
854                         sa->util_avg /= (cfs_rq->avg.load_avg + 1);
855
856                         if (sa->util_avg > cap)
857                                 sa->util_avg = cap;
858                 } else {
859                         sa->util_avg = cap;
860                 }
861         }
862
863         sa->runnable_avg = sa->util_avg;
864 }
865
866 #else /* !CONFIG_SMP */
867 void init_entity_runnable_average(struct sched_entity *se)
868 {
869 }
870 void post_init_entity_util_avg(struct task_struct *p)
871 {
872 }
873 static void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
874 {
875 }
876 #endif /* CONFIG_SMP */
877
878 /*
879  * Update the current task's runtime statistics.
880  */
881 static void update_curr(struct cfs_rq *cfs_rq)
882 {
883         struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
884         u64 now = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
885         u64 delta_exec;
886
887         if (unlikely(!curr))
888                 return;
889
890         delta_exec = now - curr->exec_start;
891         if (unlikely((s64)delta_exec <= 0))
892                 return;
893
894         curr->exec_start = now;
895
896         if (schedstat_enabled()) {
897                 struct sched_statistics *stats;
898
899                 stats = __schedstats_from_se(curr);
900                 __schedstat_set(stats->exec_max,
901                                 max(delta_exec, stats->exec_max));
902         }
903
904         curr->sum_exec_runtime += delta_exec;
905         schedstat_add(cfs_rq->exec_clock, delta_exec);
906
907         curr->vruntime += calc_delta_fair(delta_exec, curr);
908         update_min_vruntime(cfs_rq);
909
910         if (entity_is_task(curr)) {
911                 struct task_struct *curtask = task_of(curr);
912
913                 trace_sched_stat_runtime(curtask, delta_exec, curr->vruntime);
914                 cgroup_account_cputime(curtask, delta_exec);
915                 account_group_exec_runtime(curtask, delta_exec);
916         }
917
918         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
919 }
920
921 static void update_curr_fair(struct rq *rq)
922 {
923         update_curr(cfs_rq_of(&rq->curr->se));
924 }
925
926 static inline void
927 update_stats_wait_start_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
928 {
929         struct sched_statistics *stats;
930         struct task_struct *p = NULL;
931
932         if (!schedstat_enabled())
933                 return;
934
935         stats = __schedstats_from_se(se);
936
937         if (entity_is_task(se))
938                 p = task_of(se);
939
940         __update_stats_wait_start(rq_of(cfs_rq), p, stats);
941 }
942
943 static inline void
944 update_stats_wait_end_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
945 {
946         struct sched_statistics *stats;
947         struct task_struct *p = NULL;
948
949         if (!schedstat_enabled())
950                 return;
951
952         stats = __schedstats_from_se(se);
953
954         /*
955          * When the sched_schedstat changes from 0 to 1, some sched se
956          * maybe already in the runqueue, the se->statistics.wait_start
957          * will be 0.So it will let the delta wrong. We need to avoid this
958          * scenario.
959          */
960         if (unlikely(!schedstat_val(stats->wait_start)))
961                 return;
962
963         if (entity_is_task(se))
964                 p = task_of(se);
965
966         __update_stats_wait_end(rq_of(cfs_rq), p, stats);
967 }
968
969 static inline void
970 update_stats_enqueue_sleeper_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
971 {
972         struct sched_statistics *stats;
973         struct task_struct *tsk = NULL;
974
975         if (!schedstat_enabled())
976                 return;
977
978         stats = __schedstats_from_se(se);
979
980         if (entity_is_task(se))
981                 tsk = task_of(se);
982
983         __update_stats_enqueue_sleeper(rq_of(cfs_rq), tsk, stats);
984 }
985
986 /*
987  * Task is being enqueued - update stats:
988  */
989 static inline void
990 update_stats_enqueue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
991 {
992         if (!schedstat_enabled())
993                 return;
994
995         /*
996          * Are we enqueueing a waiting task? (for current tasks
997          * a dequeue/enqueue event is a NOP)
998          */
999         if (se != cfs_rq->curr)
1000                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, se);
1001
1002         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
1003                 update_stats_enqueue_sleeper_fair(cfs_rq, se);
1004 }
1005
1006 static inline void
1007 update_stats_dequeue_fair(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
1008 {
1009
1010         if (!schedstat_enabled())
1011                 return;
1012
1013         /*
1014          * Mark the end of the wait period if dequeueing a
1015          * waiting task:
1016          */
1017         if (se != cfs_rq->curr)
1018                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
1019
1020         if ((flags & DEQUEUE_SLEEP) && entity_is_task(se)) {
1021                 struct task_struct *tsk = task_of(se);
1022                 unsigned int state;
1023
1024                 /* XXX racy against TTWU */
1025                 state = READ_ONCE(tsk->__state);
1026                 if (state & TASK_INTERRUPTIBLE)
1027                         __schedstat_set(tsk->stats.sleep_start,
1028                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1029                 if (state & TASK_UNINTERRUPTIBLE)
1030                         __schedstat_set(tsk->stats.block_start,
1031                                       rq_clock(rq_of(cfs_rq)));
1032         }
1033 }
1034
1035 /*
1036  * We are picking a new current task - update its stats:
1037  */
1038 static inline void
1039 update_stats_curr_start(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
1040 {
1041         /*
1042          * We are starting a new run period:
1043          */
1044         se->exec_start = rq_clock_task(rq_of(cfs_rq));
1045 }
1046
1047 /**************************************************
1048  * Scheduling class queueing methods:
1049  */
1050
1051 #ifdef CONFIG_NUMA
1052 #define NUMA_IMBALANCE_MIN 2
1053
1054 static inline long
1055 adjust_numa_imbalance(int imbalance, int dst_running, int imb_numa_nr)
1056 {
1057         /*
1058          * Allow a NUMA imbalance if busy CPUs is less than the maximum
1059          * threshold. Above this threshold, individual tasks may be contending
1060          * for both memory bandwidth and any shared HT resources.  This is an
1061          * approximation as the number of running tasks may not be related to
1062          * the number of busy CPUs due to sched_setaffinity.
1063          */
1064         if (dst_running > imb_numa_nr)
1065                 return imbalance;
1066
1067         /*
1068          * Allow a small imbalance based on a simple pair of communicating
1069          * tasks that remain local when the destination is lightly loaded.
1070          */
1071         if (imbalance <= NUMA_IMBALANCE_MIN)
1072                 return 0;
1073
1074         return imbalance;
1075 }
1076 #endif /* CONFIG_NUMA */
1077
1078 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
1079 /*
1080  * Approximate time to scan a full NUMA task in ms. The task scan period is
1081  * calculated based on the tasks virtual memory size and
1082  * numa_balancing_scan_size.
1083  */
1084 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_min = 1000;
1085 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_period_max = 60000;
1086
1087 /* Portion of address space to scan in MB */
1088 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_size = 256;
1089
1090 /* Scan @scan_size MB every @scan_period after an initial @scan_delay in ms */
1091 unsigned int sysctl_numa_balancing_scan_delay = 1000;
1092
1093 struct numa_group {
1094         refcount_t refcount;
1095
1096         spinlock_t lock; /* nr_tasks, tasks */
1097         int nr_tasks;
1098         pid_t gid;
1099         int active_nodes;
1100
1101         struct rcu_head rcu;
1102         unsigned long total_faults;
1103         unsigned long max_faults_cpu;
1104         /*
1105          * faults[] array is split into two regions: faults_mem and faults_cpu.
1106          *
1107          * Faults_cpu is used to decide whether memory should move
1108          * towards the CPU. As a consequence, these stats are weighted
1109          * more by CPU use than by memory faults.
1110          */
1111         unsigned long faults[];
1112 };
1113
1114 /*
1115  * For functions that can be called in multiple contexts that permit reading
1116  * ->numa_group (see struct task_struct for locking rules).
1117  */
1118 static struct numa_group *deref_task_numa_group(struct task_struct *p)
1119 {
1120         return rcu_dereference_check(p->numa_group, p == current ||
1121                 (lockdep_is_held(__rq_lockp(task_rq(p))) && !READ_ONCE(p->on_cpu)));
1122 }
1123
1124 static struct numa_group *deref_curr_numa_group(struct task_struct *p)
1125 {
1126         return rcu_dereference_protected(p->numa_group, p == current);
1127 }
1128
1129 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng);
1130 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng);
1131
1132 static unsigned int task_nr_scan_windows(struct task_struct *p)
1133 {
1134         unsigned long rss = 0;
1135         unsigned long nr_scan_pages;
1136
1137         /*
1138          * Calculations based on RSS as non-present and empty pages are skipped
1139          * by the PTE scanner and NUMA hinting faults should be trapped based
1140          * on resident pages
1141          */
1142         nr_scan_pages = sysctl_numa_balancing_scan_size << (20 - PAGE_SHIFT);
1143         rss = get_mm_rss(p->mm);
1144         if (!rss)
1145                 rss = nr_scan_pages;
1146
1147         rss = round_up(rss, nr_scan_pages);
1148         return rss / nr_scan_pages;
1149 }
1150
1151 /* For sanity's sake, never scan more PTEs than MAX_SCAN_WINDOW MB/sec. */
1152 #define MAX_SCAN_WINDOW 2560
1153
1154 static unsigned int task_scan_min(struct task_struct *p)
1155 {
1156         unsigned int scan_size = READ_ONCE(sysctl_numa_balancing_scan_size);
1157         unsigned int scan, floor;
1158         unsigned int windows = 1;
1159
1160         if (scan_size < MAX_SCAN_WINDOW)
1161                 windows = MAX_SCAN_WINDOW / scan_size;
1162         floor = 1000 / windows;
1163
1164         scan = sysctl_numa_balancing_scan_period_min / task_nr_scan_windows(p);
1165         return max_t(unsigned int, floor, scan);
1166 }
1167
1168 static unsigned int task_scan_start(struct task_struct *p)
1169 {
1170         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1171         unsigned long period = smin;
1172         struct numa_group *ng;
1173
1174         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1175         rcu_read_lock();
1176         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1177         if (ng) {
1178                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1179                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1180
1181                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1182                 period *= shared + 1;
1183                 period /= private + shared + 1;
1184         }
1185         rcu_read_unlock();
1186
1187         return max(smin, period);
1188 }
1189
1190 static unsigned int task_scan_max(struct task_struct *p)
1191 {
1192         unsigned long smin = task_scan_min(p);
1193         unsigned long smax;
1194         struct numa_group *ng;
1195
1196         /* Watch for min being lower than max due to floor calculations */
1197         smax = sysctl_numa_balancing_scan_period_max / task_nr_scan_windows(p);
1198
1199         /* Scale the maximum scan period with the amount of shared memory. */
1200         ng = deref_curr_numa_group(p);
1201         if (ng) {
1202                 unsigned long shared = group_faults_shared(ng);
1203                 unsigned long private = group_faults_priv(ng);
1204                 unsigned long period = smax;
1205
1206                 period *= refcount_read(&ng->refcount);
1207                 period *= shared + 1;
1208                 period /= private + shared + 1;
1209
1210                 smax = max(smax, period);
1211         }
1212
1213         return max(smin, smax);
1214 }
1215
1216 static void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1217 {
1218         rq->nr_numa_running += (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1219         rq->nr_preferred_running += (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1220 }
1221
1222 static void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
1223 {
1224         rq->nr_numa_running -= (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE);
1225         rq->nr_preferred_running -= (p->numa_preferred_nid == task_node(p));
1226 }
1227
1228 /* Shared or private faults. */
1229 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES 2
1230
1231 /* Memory and CPU locality */
1232 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS (NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * 2)
1233
1234 /* Averaged statistics, and temporary buffers. */
1235 #define NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS (NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * 2)
1236
1237 pid_t task_numa_group_id(struct task_struct *p)
1238 {
1239         struct numa_group *ng;
1240         pid_t gid = 0;
1241
1242         rcu_read_lock();
1243         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
1244         if (ng)
1245                 gid = ng->gid;
1246         rcu_read_unlock();
1247
1248         return gid;
1249 }
1250
1251 /*
1252  * The averaged statistics, shared & private, memory & CPU,
1253  * occupy the first half of the array. The second half of the
1254  * array is for current counters, which are averaged into the
1255  * first set by task_numa_placement.
1256  */
1257 static inline int task_faults_idx(enum numa_faults_stats s, int nid, int priv)
1258 {
1259         return NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES * (s * nr_node_ids + nid) + priv;
1260 }
1261
1262 static inline unsigned long task_faults(struct task_struct *p, int nid)
1263 {
1264         if (!p->numa_faults)
1265                 return 0;
1266
1267         return p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1268                 p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1269 }
1270
1271 static inline unsigned long group_faults(struct task_struct *p, int nid)
1272 {
1273         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1274
1275         if (!ng)
1276                 return 0;
1277
1278         return ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 0)] +
1279                 ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, 1)];
1280 }
1281
1282 static inline unsigned long group_faults_cpu(struct numa_group *group, int nid)
1283 {
1284         return group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 0)] +
1285                 group->faults[task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, 1)];
1286 }
1287
1288 static inline unsigned long group_faults_priv(struct numa_group *ng)
1289 {
1290         unsigned long faults = 0;
1291         int node;
1292
1293         for_each_online_node(node) {
1294                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
1295         }
1296
1297         return faults;
1298 }
1299
1300 static inline unsigned long group_faults_shared(struct numa_group *ng)
1301 {
1302         unsigned long faults = 0;
1303         int node;
1304
1305         for_each_online_node(node) {
1306                 faults += ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
1307         }
1308
1309         return faults;
1310 }
1311
1312 /*
1313  * A node triggering more than 1/3 as many NUMA faults as the maximum is
1314  * considered part of a numa group's pseudo-interleaving set. Migrations
1315  * between these nodes are slowed down, to allow things to settle down.
1316  */
1317 #define ACTIVE_NODE_FRACTION 3
1318
1319 static bool numa_is_active_node(int nid, struct numa_group *ng)
1320 {
1321         return group_faults_cpu(ng, nid) * ACTIVE_NODE_FRACTION > ng->max_faults_cpu;
1322 }
1323
1324 /* Handle placement on systems where not all nodes are directly connected. */
1325 static unsigned long score_nearby_nodes(struct task_struct *p, int nid,
1326                                         int lim_dist, bool task)
1327 {
1328         unsigned long score = 0;
1329         int node, max_dist;
1330
1331         /*
1332          * All nodes are directly connected, and the same distance
1333          * from each other. No need for fancy placement algorithms.
1334          */
1335         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
1336                 return 0;
1337
1338         /* sched_max_numa_distance may be changed in parallel. */
1339         max_dist = READ_ONCE(sched_max_numa_distance);
1340         /*
1341          * This code is called for each node, introducing N^2 complexity,
1342          * which should be ok given the number of nodes rarely exceeds 8.
1343          */
1344         for_each_online_node(node) {
1345                 unsigned long faults;
1346                 int dist = node_distance(nid, node);
1347
1348                 /*
1349                  * The furthest away nodes in the system are not interesting
1350                  * for placement; nid was already counted.
1351                  */
1352                 if (dist >= max_dist || node == nid)
1353                         continue;
1354
1355                 /*
1356                  * On systems with a backplane NUMA topology, compare groups
1357                  * of nodes, and move tasks towards the group with the most
1358                  * memory accesses. When comparing two nodes at distance
1359                  * "hoplimit", only nodes closer by than "hoplimit" are part
1360                  * of each group. Skip other nodes.
1361                  */
1362                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE && dist >= lim_dist)
1363                         continue;
1364
1365                 /* Add up the faults from nearby nodes. */
1366                 if (task)
1367                         faults = task_faults(p, node);
1368                 else
1369                         faults = group_faults(p, node);
1370
1371                 /*
1372                  * On systems with a glueless mesh NUMA topology, there are
1373                  * no fixed "groups of nodes". Instead, nodes that are not
1374                  * directly connected bounce traffic through intermediate
1375                  * nodes; a numa_group can occupy any set of nodes.
1376                  * The further away a node is, the less the faults count.
1377                  * This seems to result in good task placement.
1378                  */
1379                 if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
1380                         faults *= (max_dist - dist);
1381                         faults /= (max_dist - LOCAL_DISTANCE);
1382                 }
1383
1384                 score += faults;
1385         }
1386
1387         return score;
1388 }
1389
1390 /*
1391  * These return the fraction of accesses done by a particular task, or
1392  * task group, on a particular numa node.  The group weight is given a
1393  * larger multiplier, in order to group tasks together that are almost
1394  * evenly spread out between numa nodes.
1395  */
1396 static inline unsigned long task_weight(struct task_struct *p, int nid,
1397                                         int dist)
1398 {
1399         unsigned long faults, total_faults;
1400
1401         if (!p->numa_faults)
1402                 return 0;
1403
1404         total_faults = p->total_numa_faults;
1405
1406         if (!total_faults)
1407                 return 0;
1408
1409         faults = task_faults(p, nid);
1410         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, true);
1411
1412         return 1000 * faults / total_faults;
1413 }
1414
1415 static inline unsigned long group_weight(struct task_struct *p, int nid,
1416                                          int dist)
1417 {
1418         struct numa_group *ng = deref_task_numa_group(p);
1419         unsigned long faults, total_faults;
1420
1421         if (!ng)
1422                 return 0;
1423
1424         total_faults = ng->total_faults;
1425
1426         if (!total_faults)
1427                 return 0;
1428
1429         faults = group_faults(p, nid);
1430         faults += score_nearby_nodes(p, nid, dist, false);
1431
1432         return 1000 * faults / total_faults;
1433 }
1434
1435 bool should_numa_migrate_memory(struct task_struct *p, struct page * page,
1436                                 int src_nid, int dst_cpu)
1437 {
1438         struct numa_group *ng = deref_curr_numa_group(p);
1439         int dst_nid = cpu_to_node(dst_cpu);
1440         int last_cpupid, this_cpupid;
1441
1442         this_cpupid = cpu_pid_to_cpupid(dst_cpu, current->pid);
1443         last_cpupid = page_cpupid_xchg_last(page, this_cpupid);
1444
1445         /*
1446          * Allow first faults or private faults to migrate immediately early in
1447          * the lifetime of a task. The magic number 4 is based on waiting for
1448          * two full passes of the "multi-stage node selection" test that is
1449          * executed below.
1450          */
1451         if ((p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || p->numa_scan_seq <= 4) &&
1452             (cpupid_pid_unset(last_cpupid) || cpupid_match_pid(p, last_cpupid)))
1453                 return true;
1454
1455         /*
1456          * Multi-stage node selection is used in conjunction with a periodic
1457          * migration fault to build a temporal task<->page relation. By using
1458          * a two-stage filter we remove short/unlikely relations.
1459          *
1460          * Using P(p) ~ n_p / n_t as per frequentist probability, we can equate
1461          * a task's usage of a particular page (n_p) per total usage of this
1462          * page (n_t) (in a given time-span) to a probability.
1463          *
1464          * Our periodic faults will sample this probability and getting the
1465          * same result twice in a row, given these samples are fully
1466          * independent, is then given by P(n)^2, provided our sample period
1467          * is sufficiently short compared to the usage pattern.
1468          *
1469          * This quadric squishes small probabilities, making it less likely we
1470          * act on an unlikely task<->page relation.
1471          */
1472         if (!cpupid_pid_unset(last_cpupid) &&
1473                                 cpupid_to_nid(last_cpupid) != dst_nid)
1474                 return false;
1475
1476         /* Always allow migrate on private faults */
1477         if (cpupid_match_pid(p, last_cpupid))
1478                 return true;
1479
1480         /* A shared fault, but p->numa_group has not been set up yet. */
1481         if (!ng)
1482                 return true;
1483
1484         /*
1485          * Destination node is much more heavily used than the source
1486          * node? Allow migration.
1487          */
1488         if (group_faults_cpu(ng, dst_nid) > group_faults_cpu(ng, src_nid) *
1489                                         ACTIVE_NODE_FRACTION)
1490                 return true;
1491
1492         /*
1493          * Distribute memory according to CPU & memory use on each node,
1494          * with 3/4 hysteresis to avoid unnecessary memory migrations:
1495          *
1496          * faults_cpu(dst)   3   faults_cpu(src)
1497          * --------------- * - > ---------------
1498          * faults_mem(dst)   4   faults_mem(src)
1499          */
1500         return group_faults_cpu(ng, dst_nid) * group_faults(p, src_nid) * 3 >
1501                group_faults_cpu(ng, src_nid) * group_faults(p, dst_nid) * 4;
1502 }
1503
1504 /*
1505  * 'numa_type' describes the node at the moment of load balancing.
1506  */
1507 enum numa_type {
1508         /* The node has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
1509         node_has_spare = 0,
1510         /*
1511          * The node is fully used and the tasks don't compete for more CPU
1512          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
1513          */
1514         node_fully_busy,
1515         /*
1516          * The node is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
1517          * tasks.
1518          */
1519         node_overloaded
1520 };
1521
1522 /* Cached statistics for all CPUs within a node */
1523 struct numa_stats {
1524         unsigned long load;
1525         unsigned long runnable;
1526         unsigned long util;
1527         /* Total compute capacity of CPUs on a node */
1528         unsigned long compute_capacity;
1529         unsigned int nr_running;
1530         unsigned int weight;
1531         enum numa_type node_type;
1532         int idle_cpu;
1533 };
1534
1535 static inline bool is_core_idle(int cpu)
1536 {
1537 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1538         int sibling;
1539
1540         for_each_cpu(sibling, cpu_smt_mask(cpu)) {
1541                 if (cpu == sibling)
1542                         continue;
1543
1544                 if (!idle_cpu(sibling))
1545                         return false;
1546         }
1547 #endif
1548
1549         return true;
1550 }
1551
1552 struct task_numa_env {
1553         struct task_struct *p;
1554
1555         int src_cpu, src_nid;
1556         int dst_cpu, dst_nid;
1557         int imb_numa_nr;
1558
1559         struct numa_stats src_stats, dst_stats;
1560
1561         int imbalance_pct;
1562         int dist;
1563
1564         struct task_struct *best_task;
1565         long best_imp;
1566         int best_cpu;
1567 };
1568
1569 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq);
1570 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq);
1571
1572 static inline enum
1573 numa_type numa_classify(unsigned int imbalance_pct,
1574                          struct numa_stats *ns)
1575 {
1576         if ((ns->nr_running > ns->weight) &&
1577             (((ns->compute_capacity * 100) < (ns->util * imbalance_pct)) ||
1578              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) < (ns->runnable * 100))))
1579                 return node_overloaded;
1580
1581         if ((ns->nr_running < ns->weight) ||
1582             (((ns->compute_capacity * 100) > (ns->util * imbalance_pct)) &&
1583              ((ns->compute_capacity * imbalance_pct) > (ns->runnable * 100))))
1584                 return node_has_spare;
1585
1586         return node_fully_busy;
1587 }
1588
1589 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
1590 /* Forward declarations of select_idle_sibling helpers */
1591 static inline bool test_idle_cores(int cpu);
1592 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1593 {
1594         if (!static_branch_likely(&sched_smt_present) ||
1595             idle_core >= 0 || !test_idle_cores(cpu))
1596                 return idle_core;
1597
1598         /*
1599          * Prefer cores instead of packing HT siblings
1600          * and triggering future load balancing.
1601          */
1602         if (is_core_idle(cpu))
1603                 idle_core = cpu;
1604
1605         return idle_core;
1606 }
1607 #else
1608 static inline int numa_idle_core(int idle_core, int cpu)
1609 {
1610         return idle_core;
1611 }
1612 #endif
1613
1614 /*
1615  * Gather all necessary information to make NUMA balancing placement
1616  * decisions that are compatible with standard load balancer. This
1617  * borrows code and logic from update_sg_lb_stats but sharing a
1618  * common implementation is impractical.
1619  */
1620 static void update_numa_stats(struct task_numa_env *env,
1621                               struct numa_stats *ns, int nid,
1622                               bool find_idle)
1623 {
1624         int cpu, idle_core = -1;
1625
1626         memset(ns, 0, sizeof(*ns));
1627         ns->idle_cpu = -1;
1628
1629         rcu_read_lock();
1630         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(nid)) {
1631                 struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
1632
1633                 ns->load += cpu_load(rq);
1634                 ns->runnable += cpu_runnable(rq);
1635                 ns->util += cpu_util_cfs(cpu);
1636                 ns->nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
1637                 ns->compute_capacity += capacity_of(cpu);
1638
1639                 if (find_idle && !rq->nr_running && idle_cpu(cpu)) {
1640                         if (READ_ONCE(rq->numa_migrate_on) ||
1641                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1642                                 continue;
1643
1644                         if (ns->idle_cpu == -1)
1645                                 ns->idle_cpu = cpu;
1646
1647                         idle_core = numa_idle_core(idle_core, cpu);
1648                 }
1649         }
1650         rcu_read_unlock();
1651
1652         ns->weight = cpumask_weight(cpumask_of_node(nid));
1653
1654         ns->node_type = numa_classify(env->imbalance_pct, ns);
1655
1656         if (idle_core >= 0)
1657                 ns->idle_cpu = idle_core;
1658 }
1659
1660 static void task_numa_assign(struct task_numa_env *env,
1661                              struct task_struct *p, long imp)
1662 {
1663         struct rq *rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1664
1665         /* Check if run-queue part of active NUMA balance. */
1666         if (env->best_cpu != env->dst_cpu && xchg(&rq->numa_migrate_on, 1)) {
1667                 int cpu;
1668                 int start = env->dst_cpu;
1669
1670                 /* Find alternative idle CPU. */
1671                 for_each_cpu_wrap(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid), start) {
1672                         if (cpu == env->best_cpu || !idle_cpu(cpu) ||
1673                             !cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr)) {
1674                                 continue;
1675                         }
1676
1677                         env->dst_cpu = cpu;
1678                         rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1679                         if (!xchg(&rq->numa_migrate_on, 1))
1680                                 goto assign;
1681                 }
1682
1683                 /* Failed to find an alternative idle CPU */
1684                 return;
1685         }
1686
1687 assign:
1688         /*
1689          * Clear previous best_cpu/rq numa-migrate flag, since task now
1690          * found a better CPU to move/swap.
1691          */
1692         if (env->best_cpu != -1 && env->best_cpu != env->dst_cpu) {
1693                 rq = cpu_rq(env->best_cpu);
1694                 WRITE_ONCE(rq->numa_migrate_on, 0);
1695         }
1696
1697         if (env->best_task)
1698                 put_task_struct(env->best_task);
1699         if (p)
1700                 get_task_struct(p);
1701
1702         env->best_task = p;
1703         env->best_imp = imp;
1704         env->best_cpu = env->dst_cpu;
1705 }
1706
1707 static bool load_too_imbalanced(long src_load, long dst_load,
1708                                 struct task_numa_env *env)
1709 {
1710         long imb, old_imb;
1711         long orig_src_load, orig_dst_load;
1712         long src_capacity, dst_capacity;
1713
1714         /*
1715          * The load is corrected for the CPU capacity available on each node.
1716          *
1717          * src_load        dst_load
1718          * ------------ vs ---------
1719          * src_capacity    dst_capacity
1720          */
1721         src_capacity = env->src_stats.compute_capacity;
1722         dst_capacity = env->dst_stats.compute_capacity;
1723
1724         imb = abs(dst_load * src_capacity - src_load * dst_capacity);
1725
1726         orig_src_load = env->src_stats.load;
1727         orig_dst_load = env->dst_stats.load;
1728
1729         old_imb = abs(orig_dst_load * src_capacity - orig_src_load * dst_capacity);
1730
1731         /* Would this change make things worse? */
1732         return (imb > old_imb);
1733 }
1734
1735 /*
1736  * Maximum NUMA importance can be 1998 (2*999);
1737  * SMALLIMP @ 30 would be close to 1998/64.
1738  * Used to deter task migration.
1739  */
1740 #define SMALLIMP        30
1741
1742 /*
1743  * This checks if the overall compute and NUMA accesses of the system would
1744  * be improved if the source tasks was migrated to the target dst_cpu taking
1745  * into account that it might be best if task running on the dst_cpu should
1746  * be exchanged with the source task
1747  */
1748 static bool task_numa_compare(struct task_numa_env *env,
1749                               long taskimp, long groupimp, bool maymove)
1750 {
1751         struct numa_group *cur_ng, *p_ng = deref_curr_numa_group(env->p);
1752         struct rq *dst_rq = cpu_rq(env->dst_cpu);
1753         long imp = p_ng ? groupimp : taskimp;
1754         struct task_struct *cur;
1755         long src_load, dst_load;
1756         int dist = env->dist;
1757         long moveimp = imp;
1758         long load;
1759         bool stopsearch = false;
1760
1761         if (READ_ONCE(dst_rq->numa_migrate_on))
1762                 return false;
1763
1764         rcu_read_lock();
1765         cur = rcu_dereference(dst_rq->curr);
1766         if (cur && ((cur->flags & PF_EXITING) || is_idle_task(cur)))
1767                 cur = NULL;
1768
1769         /*
1770          * Because we have preemption enabled we can get migrated around and
1771          * end try selecting ourselves (current == env->p) as a swap candidate.
1772          */
1773         if (cur == env->p) {
1774                 stopsearch = true;
1775                 goto unlock;
1776         }
1777
1778         if (!cur) {
1779                 if (maymove && moveimp >= env->best_imp)
1780                         goto assign;
1781                 else
1782                         goto unlock;
1783         }
1784
1785         /* Skip this swap candidate if cannot move to the source cpu. */
1786         if (!cpumask_test_cpu(env->src_cpu, cur->cpus_ptr))
1787                 goto unlock;
1788
1789         /*
1790          * Skip this swap candidate if it is not moving to its preferred
1791          * node and the best task is.
1792          */
1793         if (env->best_task &&
1794             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1795             cur->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1796                 goto unlock;
1797         }
1798
1799         /*
1800          * "imp" is the fault differential for the source task between the
1801          * source and destination node. Calculate the total differential for
1802          * the source task and potential destination task. The more negative
1803          * the value is, the more remote accesses that would be expected to
1804          * be incurred if the tasks were swapped.
1805          *
1806          * If dst and source tasks are in the same NUMA group, or not
1807          * in any group then look only at task weights.
1808          */
1809         cur_ng = rcu_dereference(cur->numa_group);
1810         if (cur_ng == p_ng) {
1811                 /*
1812                  * Do not swap within a group or between tasks that have
1813                  * no group if there is spare capacity. Swapping does
1814                  * not address the load imbalance and helps one task at
1815                  * the cost of punishing another.
1816                  */
1817                 if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare)
1818                         goto unlock;
1819
1820                 imp = taskimp + task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1821                       task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1822                 /*
1823                  * Add some hysteresis to prevent swapping the
1824                  * tasks within a group over tiny differences.
1825                  */
1826                 if (cur_ng)
1827                         imp -= imp / 16;
1828         } else {
1829                 /*
1830                  * Compare the group weights. If a task is all by itself
1831                  * (not part of a group), use the task weight instead.
1832                  */
1833                 if (cur_ng && p_ng)
1834                         imp += group_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1835                                group_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1836                 else
1837                         imp += task_weight(cur, env->src_nid, dist) -
1838                                task_weight(cur, env->dst_nid, dist);
1839         }
1840
1841         /* Discourage picking a task already on its preferred node */
1842         if (cur->numa_preferred_nid == env->dst_nid)
1843                 imp -= imp / 16;
1844
1845         /*
1846          * Encourage picking a task that moves to its preferred node.
1847          * This potentially makes imp larger than it's maximum of
1848          * 1998 (see SMALLIMP and task_weight for why) but in this
1849          * case, it does not matter.
1850          */
1851         if (cur->numa_preferred_nid == env->src_nid)
1852                 imp += imp / 8;
1853
1854         if (maymove && moveimp > imp && moveimp > env->best_imp) {
1855                 imp = moveimp;
1856                 cur = NULL;
1857                 goto assign;
1858         }
1859
1860         /*
1861          * Prefer swapping with a task moving to its preferred node over a
1862          * task that is not.
1863          */
1864         if (env->best_task && cur->numa_preferred_nid == env->src_nid &&
1865             env->best_task->numa_preferred_nid != env->src_nid) {
1866                 goto assign;
1867         }
1868
1869         /*
1870          * If the NUMA importance is less than SMALLIMP,
1871          * task migration might only result in ping pong
1872          * of tasks and also hurt performance due to cache
1873          * misses.
1874          */
1875         if (imp < SMALLIMP || imp <= env->best_imp + SMALLIMP / 2)
1876                 goto unlock;
1877
1878         /*
1879          * In the overloaded case, try and keep the load balanced.
1880          */
1881         load = task_h_load(env->p) - task_h_load(cur);
1882         if (!load)
1883                 goto assign;
1884
1885         dst_load = env->dst_stats.load + load;
1886         src_load = env->src_stats.load - load;
1887
1888         if (load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env))
1889                 goto unlock;
1890
1891 assign:
1892         /* Evaluate an idle CPU for a task numa move. */
1893         if (!cur) {
1894                 int cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1895
1896                 /* Nothing cached so current CPU went idle since the search. */
1897                 if (cpu < 0)
1898                         cpu = env->dst_cpu;
1899
1900                 /*
1901                  * If the CPU is no longer truly idle and the previous best CPU
1902                  * is, keep using it.
1903                  */
1904                 if (!idle_cpu(cpu) && env->best_cpu >= 0 &&
1905                     idle_cpu(env->best_cpu)) {
1906                         cpu = env->best_cpu;
1907                 }
1908
1909                 env->dst_cpu = cpu;
1910         }
1911
1912         task_numa_assign(env, cur, imp);
1913
1914         /*
1915          * If a move to idle is allowed because there is capacity or load
1916          * balance improves then stop the search. While a better swap
1917          * candidate may exist, a search is not free.
1918          */
1919         if (maymove && !cur && env->best_cpu >= 0 && idle_cpu(env->best_cpu))
1920                 stopsearch = true;
1921
1922         /*
1923          * If a swap candidate must be identified and the current best task
1924          * moves its preferred node then stop the search.
1925          */
1926         if (!maymove && env->best_task &&
1927             env->best_task->numa_preferred_nid == env->src_nid) {
1928                 stopsearch = true;
1929         }
1930 unlock:
1931         rcu_read_unlock();
1932
1933         return stopsearch;
1934 }
1935
1936 static void task_numa_find_cpu(struct task_numa_env *env,
1937                                 long taskimp, long groupimp)
1938 {
1939         bool maymove = false;
1940         int cpu;
1941
1942         /*
1943          * If dst node has spare capacity, then check if there is an
1944          * imbalance that would be overruled by the load balancer.
1945          */
1946         if (env->dst_stats.node_type == node_has_spare) {
1947                 unsigned int imbalance;
1948                 int src_running, dst_running;
1949
1950                 /*
1951                  * Would movement cause an imbalance? Note that if src has
1952                  * more running tasks that the imbalance is ignored as the
1953                  * move improves the imbalance from the perspective of the
1954                  * CPU load balancer.
1955                  * */
1956                 src_running = env->src_stats.nr_running - 1;
1957                 dst_running = env->dst_stats.nr_running + 1;
1958                 imbalance = max(0, dst_running - src_running);
1959                 imbalance = adjust_numa_imbalance(imbalance, dst_running,
1960                                                   env->imb_numa_nr);
1961
1962                 /* Use idle CPU if there is no imbalance */
1963                 if (!imbalance) {
1964                         maymove = true;
1965                         if (env->dst_stats.idle_cpu >= 0) {
1966                                 env->dst_cpu = env->dst_stats.idle_cpu;
1967                                 task_numa_assign(env, NULL, 0);
1968                                 return;
1969                         }
1970                 }
1971         } else {
1972                 long src_load, dst_load, load;
1973                 /*
1974                  * If the improvement from just moving env->p direction is better
1975                  * than swapping tasks around, check if a move is possible.
1976                  */
1977                 load = task_h_load(env->p);
1978                 dst_load = env->dst_stats.load + load;
1979                 src_load = env->src_stats.load - load;
1980                 maymove = !load_too_imbalanced(src_load, dst_load, env);
1981         }
1982
1983         for_each_cpu(cpu, cpumask_of_node(env->dst_nid)) {
1984                 /* Skip this CPU if the source task cannot migrate */
1985                 if (!cpumask_test_cpu(cpu, env->p->cpus_ptr))
1986                         continue;
1987
1988                 env->dst_cpu = cpu;
1989                 if (task_numa_compare(env, taskimp, groupimp, maymove))
1990                         break;
1991         }
1992 }
1993
1994 static int task_numa_migrate(struct task_struct *p)
1995 {
1996         struct task_numa_env env = {
1997                 .p = p,
1998
1999                 .src_cpu = task_cpu(p),
2000                 .src_nid = task_node(p),
2001
2002                 .imbalance_pct = 112,
2003
2004                 .best_task = NULL,
2005                 .best_imp = 0,
2006                 .best_cpu = -1,
2007         };
2008         unsigned long taskweight, groupweight;
2009         struct sched_domain *sd;
2010         long taskimp, groupimp;
2011         struct numa_group *ng;
2012         struct rq *best_rq;
2013         int nid, ret, dist;
2014
2015         /*
2016          * Pick the lowest SD_NUMA domain, as that would have the smallest
2017          * imbalance and would be the first to start moving tasks about.
2018          *
2019          * And we want to avoid any moving of tasks about, as that would create
2020          * random movement of tasks -- counter the numa conditions we're trying
2021          * to satisfy here.
2022          */
2023         rcu_read_lock();
2024         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_numa, env.src_cpu));
2025         if (sd) {
2026                 env.imbalance_pct = 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
2027                 env.imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
2028         }
2029         rcu_read_unlock();
2030
2031         /*
2032          * Cpusets can break the scheduler domain tree into smaller
2033          * balance domains, some of which do not cross NUMA boundaries.
2034          * Tasks that are "trapped" in such domains cannot be migrated
2035          * elsewhere, so there is no point in (re)trying.
2036          */
2037         if (unlikely(!sd)) {
2038                 sched_setnuma(p, task_node(p));
2039                 return -EINVAL;
2040         }
2041
2042         env.dst_nid = p->numa_preferred_nid;
2043         dist = env.dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2044         taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2045         groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2046         update_numa_stats(&env, &env.src_stats, env.src_nid, false);
2047         taskimp = task_weight(p, env.dst_nid, dist) - taskweight;
2048         groupimp = group_weight(p, env.dst_nid, dist) - groupweight;
2049         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2050
2051         /* Try to find a spot on the preferred nid. */
2052         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2053
2054         /*
2055          * Look at other nodes in these cases:
2056          * - there is no space available on the preferred_nid
2057          * - the task is part of a numa_group that is interleaved across
2058          *   multiple NUMA nodes; in order to better consolidate the group,
2059          *   we need to check other locations.
2060          */
2061         ng = deref_curr_numa_group(p);
2062         if (env.best_cpu == -1 || (ng && ng->active_nodes > 1)) {
2063                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2064                         if (nid == env.src_nid || nid == p->numa_preferred_nid)
2065                                 continue;
2066
2067                         dist = node_distance(env.src_nid, env.dst_nid);
2068                         if (sched_numa_topology_type == NUMA_BACKPLANE &&
2069                                                 dist != env.dist) {
2070                                 taskweight = task_weight(p, env.src_nid, dist);
2071                                 groupweight = group_weight(p, env.src_nid, dist);
2072                         }
2073
2074                         /* Only consider nodes where both task and groups benefit */
2075                         taskimp = task_weight(p, nid, dist) - taskweight;
2076                         groupimp = group_weight(p, nid, dist) - groupweight;
2077                         if (taskimp < 0 && groupimp < 0)
2078                                 continue;
2079
2080                         env.dist = dist;
2081                         env.dst_nid = nid;
2082                         update_numa_stats(&env, &env.dst_stats, env.dst_nid, true);
2083                         task_numa_find_cpu(&env, taskimp, groupimp);
2084                 }
2085         }
2086
2087         /*
2088          * If the task is part of a workload that spans multiple NUMA nodes,
2089          * and is migrating into one of the workload's active nodes, remember
2090          * this node as the task's preferred numa node, so the workload can
2091          * settle down.
2092          * A task that migrated to a second choice node will be better off
2093          * trying for a better one later. Do not set the preferred node here.
2094          */
2095         if (ng) {
2096                 if (env.best_cpu == -1)
2097                         nid = env.src_nid;
2098                 else
2099                         nid = cpu_to_node(env.best_cpu);
2100
2101                 if (nid != p->numa_preferred_nid)
2102                         sched_setnuma(p, nid);
2103         }
2104
2105         /* No better CPU than the current one was found. */
2106         if (env.best_cpu == -1) {
2107                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, -1);
2108                 return -EAGAIN;
2109         }
2110
2111         best_rq = cpu_rq(env.best_cpu);
2112         if (env.best_task == NULL) {
2113                 ret = migrate_task_to(p, env.best_cpu);
2114                 WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2115                 if (ret != 0)
2116                         trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, NULL, env.best_cpu);
2117                 return ret;
2118         }
2119
2120         ret = migrate_swap(p, env.best_task, env.best_cpu, env.src_cpu);
2121         WRITE_ONCE(best_rq->numa_migrate_on, 0);
2122
2123         if (ret != 0)
2124                 trace_sched_stick_numa(p, env.src_cpu, env.best_task, env.best_cpu);
2125         put_task_struct(env.best_task);
2126         return ret;
2127 }
2128
2129 /* Attempt to migrate a task to a CPU on the preferred node. */
2130 static void numa_migrate_preferred(struct task_struct *p)
2131 {
2132         unsigned long interval = HZ;
2133
2134         /* This task has no NUMA fault statistics yet */
2135         if (unlikely(p->numa_preferred_nid == NUMA_NO_NODE || !p->numa_faults))
2136                 return;
2137
2138         /* Periodically retry migrating the task to the preferred node */
2139         interval = min(interval, msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period) / 16);
2140         p->numa_migrate_retry = jiffies + interval;
2141
2142         /* Success if task is already running on preferred CPU */
2143         if (task_node(p) == p->numa_preferred_nid)
2144                 return;
2145
2146         /* Otherwise, try migrate to a CPU on the preferred node */
2147         task_numa_migrate(p);
2148 }
2149
2150 /*
2151  * Find out how many nodes the workload is actively running on. Do this by
2152  * tracking the nodes from which NUMA hinting faults are triggered. This can
2153  * be different from the set of nodes where the workload's memory is currently
2154  * located.
2155  */
2156 static void numa_group_count_active_nodes(struct numa_group *numa_group)
2157 {
2158         unsigned long faults, max_faults = 0;
2159         int nid, active_nodes = 0;
2160
2161         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2162                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2163                 if (faults > max_faults)
2164                         max_faults = faults;
2165         }
2166
2167         for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2168                 faults = group_faults_cpu(numa_group, nid);
2169                 if (faults * ACTIVE_NODE_FRACTION > max_faults)
2170                         active_nodes++;
2171         }
2172
2173         numa_group->max_faults_cpu = max_faults;
2174         numa_group->active_nodes = active_nodes;
2175 }
2176
2177 /*
2178  * When adapting the scan rate, the period is divided into NUMA_PERIOD_SLOTS
2179  * increments. The more local the fault statistics are, the higher the scan
2180  * period will be for the next scan window. If local/(local+remote) ratio is
2181  * below NUMA_PERIOD_THRESHOLD (where range of ratio is 1..NUMA_PERIOD_SLOTS)
2182  * the scan period will decrease. Aim for 70% local accesses.
2183  */
2184 #define NUMA_PERIOD_SLOTS 10
2185 #define NUMA_PERIOD_THRESHOLD 7
2186
2187 /*
2188  * Increase the scan period (slow down scanning) if the majority of
2189  * our memory is already on our local node, or if the majority of
2190  * the page accesses are shared with other processes.
2191  * Otherwise, decrease the scan period.
2192  */
2193 static void update_task_scan_period(struct task_struct *p,
2194                         unsigned long shared, unsigned long private)
2195 {
2196         unsigned int period_slot;
2197         int lr_ratio, ps_ratio;
2198         int diff;
2199
2200         unsigned long remote = p->numa_faults_locality[0];
2201         unsigned long local = p->numa_faults_locality[1];
2202
2203         /*
2204          * If there were no record hinting faults then either the task is
2205          * completely idle or all activity is in areas that are not of interest
2206          * to automatic numa balancing. Related to that, if there were failed
2207          * migration then it implies we are migrating too quickly or the local
2208          * node is overloaded. In either case, scan slower
2209          */
2210         if (local + shared == 0 || p->numa_faults_locality[2]) {
2211                 p->numa_scan_period = min(p->numa_scan_period_max,
2212                         p->numa_scan_period << 1);
2213
2214                 p->mm->numa_next_scan = jiffies +
2215                         msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2216
2217                 return;
2218         }
2219
2220         /*
2221          * Prepare to scale scan period relative to the current period.
2222          *       == NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period stays the same
2223          *       <  NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period decreases (scan faster)
2224          *       >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD scan period increases (scan slower)
2225          */
2226         period_slot = DIV_ROUND_UP(p->numa_scan_period, NUMA_PERIOD_SLOTS);
2227         lr_ratio = (local * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (local + remote);
2228         ps_ratio = (private * NUMA_PERIOD_SLOTS) / (private + shared);
2229
2230         if (ps_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2231                 /*
2232                  * Most memory accesses are local. There is no need to
2233                  * do fast NUMA scanning, since memory is already local.
2234                  */
2235                 int slot = ps_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2236                 if (!slot)
2237                         slot = 1;
2238                 diff = slot * period_slot;
2239         } else if (lr_ratio >= NUMA_PERIOD_THRESHOLD) {
2240                 /*
2241                  * Most memory accesses are shared with other tasks.
2242                  * There is no point in continuing fast NUMA scanning,
2243                  * since other tasks may just move the memory elsewhere.
2244                  */
2245                 int slot = lr_ratio - NUMA_PERIOD_THRESHOLD;
2246                 if (!slot)
2247                         slot = 1;
2248                 diff = slot * period_slot;
2249         } else {
2250                 /*
2251                  * Private memory faults exceed (SLOTS-THRESHOLD)/SLOTS,
2252                  * yet they are not on the local NUMA node. Speed up
2253                  * NUMA scanning to get the memory moved over.
2254                  */
2255                 int ratio = max(lr_ratio, ps_ratio);
2256                 diff = -(NUMA_PERIOD_THRESHOLD - ratio) * period_slot;
2257         }
2258
2259         p->numa_scan_period = clamp(p->numa_scan_period + diff,
2260                         task_scan_min(p), task_scan_max(p));
2261         memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2262 }
2263
2264 /*
2265  * Get the fraction of time the task has been running since the last
2266  * NUMA placement cycle. The scheduler keeps similar statistics, but
2267  * decays those on a 32ms period, which is orders of magnitude off
2268  * from the dozens-of-seconds NUMA balancing period. Use the scheduler
2269  * stats only if the task is so new there are no NUMA statistics yet.
2270  */
2271 static u64 numa_get_avg_runtime(struct task_struct *p, u64 *period)
2272 {
2273         u64 runtime, delta, now;
2274         /* Use the start of this time slice to avoid calculations. */
2275         now = p->se.exec_start;
2276         runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2277
2278         if (p->last_task_numa_placement) {
2279                 delta = runtime - p->last_sum_exec_runtime;
2280                 *period = now - p->last_task_numa_placement;
2281
2282                 /* Avoid time going backwards, prevent potential divide error: */
2283                 if (unlikely((s64)*period < 0))
2284                         *period = 0;
2285         } else {
2286                 delta = p->se.avg.load_sum;
2287                 *period = LOAD_AVG_MAX;
2288         }
2289
2290         p->last_sum_exec_runtime = runtime;
2291         p->last_task_numa_placement = now;
2292
2293         return delta;
2294 }
2295
2296 /*
2297  * Determine the preferred nid for a task in a numa_group. This needs to
2298  * be done in a way that produces consistent results with group_weight,
2299  * otherwise workloads might not converge.
2300  */
2301 static int preferred_group_nid(struct task_struct *p, int nid)
2302 {
2303         nodemask_t nodes;
2304         int dist;
2305
2306         /* Direct connections between all NUMA nodes. */
2307         if (sched_numa_topology_type == NUMA_DIRECT)
2308                 return nid;
2309
2310         /*
2311          * On a system with glueless mesh NUMA topology, group_weight
2312          * scores nodes according to the number of NUMA hinting faults on
2313          * both the node itself, and on nearby nodes.
2314          */
2315         if (sched_numa_topology_type == NUMA_GLUELESS_MESH) {
2316                 unsigned long score, max_score = 0;
2317                 int node, max_node = nid;
2318
2319                 dist = sched_max_numa_distance;
2320
2321                 for_each_node_state(node, N_CPU) {
2322                         score = group_weight(p, node, dist);
2323                         if (score > max_score) {
2324                                 max_score = score;
2325                                 max_node = node;
2326                         }
2327                 }
2328                 return max_node;
2329         }
2330
2331         /*
2332          * Finding the preferred nid in a system with NUMA backplane
2333          * interconnect topology is more involved. The goal is to locate
2334          * tasks from numa_groups near each other in the system, and
2335          * untangle workloads from different sides of the system. This requires
2336          * searching down the hierarchy of node groups, recursively searching
2337          * inside the highest scoring group of nodes. The nodemask tricks
2338          * keep the complexity of the search down.
2339          */
2340         nodes = node_states[N_CPU];
2341         for (dist = sched_max_numa_distance; dist > LOCAL_DISTANCE; dist--) {
2342                 unsigned long max_faults = 0;
2343                 nodemask_t max_group = NODE_MASK_NONE;
2344                 int a, b;
2345
2346                 /* Are there nodes at this distance from each other? */
2347                 if (!find_numa_distance(dist))
2348                         continue;
2349
2350                 for_each_node_mask(a, nodes) {
2351                         unsigned long faults = 0;
2352                         nodemask_t this_group;
2353                         nodes_clear(this_group);
2354
2355                         /* Sum group's NUMA faults; includes a==b case. */
2356                         for_each_node_mask(b, nodes) {
2357                                 if (node_distance(a, b) < dist) {
2358                                         faults += group_faults(p, b);
2359                                         node_set(b, this_group);
2360                                         node_clear(b, nodes);
2361                                 }
2362                         }
2363
2364                         /* Remember the top group. */
2365                         if (faults > max_faults) {
2366                                 max_faults = faults;
2367                                 max_group = this_group;
2368                                 /*
2369                                  * subtle: at the smallest distance there is
2370                                  * just one node left in each "group", the
2371                                  * winner is the preferred nid.
2372                                  */
2373                                 nid = a;
2374                         }
2375                 }
2376                 /* Next round, evaluate the nodes within max_group. */
2377                 if (!max_faults)
2378                         break;
2379                 nodes = max_group;
2380         }
2381         return nid;
2382 }
2383
2384 static void task_numa_placement(struct task_struct *p)
2385 {
2386         int seq, nid, max_nid = NUMA_NO_NODE;
2387         unsigned long max_faults = 0;
2388         unsigned long fault_types[2] = { 0, 0 };
2389         unsigned long total_faults;
2390         u64 runtime, period;
2391         spinlock_t *group_lock = NULL;
2392         struct numa_group *ng;
2393
2394         /*
2395          * The p->mm->numa_scan_seq field gets updated without
2396          * exclusive access. Use READ_ONCE() here to ensure
2397          * that the field is read in a single access:
2398          */
2399         seq = READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq);
2400         if (p->numa_scan_seq == seq)
2401                 return;
2402         p->numa_scan_seq = seq;
2403         p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2404
2405         total_faults = p->numa_faults_locality[0] +
2406                        p->numa_faults_locality[1];
2407         runtime = numa_get_avg_runtime(p, &period);
2408
2409         /* If the task is part of a group prevent parallel updates to group stats */
2410         ng = deref_curr_numa_group(p);
2411         if (ng) {
2412                 group_lock = &ng->lock;
2413                 spin_lock_irq(group_lock);
2414         }
2415
2416         /* Find the node with the highest number of faults */
2417         for_each_online_node(nid) {
2418                 /* Keep track of the offsets in numa_faults array */
2419                 int mem_idx, membuf_idx, cpu_idx, cpubuf_idx;
2420                 unsigned long faults = 0, group_faults = 0;
2421                 int priv;
2422
2423                 for (priv = 0; priv < NR_NUMA_HINT_FAULT_TYPES; priv++) {
2424                         long diff, f_diff, f_weight;
2425
2426                         mem_idx = task_faults_idx(NUMA_MEM, nid, priv);
2427                         membuf_idx = task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, nid, priv);
2428                         cpu_idx = task_faults_idx(NUMA_CPU, nid, priv);
2429                         cpubuf_idx = task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, nid, priv);
2430
2431                         /* Decay existing window, copy faults since last scan */
2432                         diff = p->numa_faults[membuf_idx] - p->numa_faults[mem_idx] / 2;
2433                         fault_types[priv] += p->numa_faults[membuf_idx];
2434                         p->numa_faults[membuf_idx] = 0;
2435
2436                         /*
2437                          * Normalize the faults_from, so all tasks in a group
2438                          * count according to CPU use, instead of by the raw
2439                          * number of faults. Tasks with little runtime have
2440                          * little over-all impact on throughput, and thus their
2441                          * faults are less important.
2442                          */
2443                         f_weight = div64_u64(runtime << 16, period + 1);
2444                         f_weight = (f_weight * p->numa_faults[cpubuf_idx]) /
2445                                    (total_faults + 1);
2446                         f_diff = f_weight - p->numa_faults[cpu_idx] / 2;
2447                         p->numa_faults[cpubuf_idx] = 0;
2448
2449                         p->numa_faults[mem_idx] += diff;
2450                         p->numa_faults[cpu_idx] += f_diff;
2451                         faults += p->numa_faults[mem_idx];
2452                         p->total_numa_faults += diff;
2453                         if (ng) {
2454                                 /*
2455                                  * safe because we can only change our own group
2456                                  *
2457                                  * mem_idx represents the offset for a given
2458                                  * nid and priv in a specific region because it
2459                                  * is at the beginning of the numa_faults array.
2460                                  */
2461                                 ng->faults[mem_idx] += diff;
2462                                 ng->faults[cpu_idx] += f_diff;
2463                                 ng->total_faults += diff;
2464                                 group_faults += ng->faults[mem_idx];
2465                         }
2466                 }
2467
2468                 if (!ng) {
2469                         if (faults > max_faults) {
2470                                 max_faults = faults;
2471                                 max_nid = nid;
2472                         }
2473                 } else if (group_faults > max_faults) {
2474                         max_faults = group_faults;
2475                         max_nid = nid;
2476                 }
2477         }
2478
2479         /* Cannot migrate task to CPU-less node */
2480         if (max_nid != NUMA_NO_NODE && !node_state(max_nid, N_CPU)) {
2481                 int near_nid = max_nid;
2482                 int distance, near_distance = INT_MAX;
2483
2484                 for_each_node_state(nid, N_CPU) {
2485                         distance = node_distance(max_nid, nid);
2486                         if (distance < near_distance) {
2487                                 near_nid = nid;
2488                                 near_distance = distance;
2489                         }
2490                 }
2491                 max_nid = near_nid;
2492         }
2493
2494         if (ng) {
2495                 numa_group_count_active_nodes(ng);
2496                 spin_unlock_irq(group_lock);
2497                 max_nid = preferred_group_nid(p, max_nid);
2498         }
2499
2500         if (max_faults) {
2501                 /* Set the new preferred node */
2502                 if (max_nid != p->numa_preferred_nid)
2503                         sched_setnuma(p, max_nid);
2504         }
2505
2506         update_task_scan_period(p, fault_types[0], fault_types[1]);
2507 }
2508
2509 static inline int get_numa_group(struct numa_group *grp)
2510 {
2511         return refcount_inc_not_zero(&grp->refcount);
2512 }
2513
2514 static inline void put_numa_group(struct numa_group *grp)
2515 {
2516         if (refcount_dec_and_test(&grp->refcount))
2517                 kfree_rcu(grp, rcu);
2518 }
2519
2520 static void task_numa_group(struct task_struct *p, int cpupid, int flags,
2521                         int *priv)
2522 {
2523         struct numa_group *grp, *my_grp;
2524         struct task_struct *tsk;
2525         bool join = false;
2526         int cpu = cpupid_to_cpu(cpupid);
2527         int i;
2528
2529         if (unlikely(!deref_curr_numa_group(p))) {
2530                 unsigned int size = sizeof(struct numa_group) +
2531                                     NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS *
2532                                     nr_node_ids * sizeof(unsigned long);
2533
2534                 grp = kzalloc(size, GFP_KERNEL | __GFP_NOWARN);
2535                 if (!grp)
2536                         return;
2537
2538                 refcount_set(&grp->refcount, 1);
2539                 grp->active_nodes = 1;
2540                 grp->max_faults_cpu = 0;
2541                 spin_lock_init(&grp->lock);
2542                 grp->gid = p->pid;
2543
2544                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2545                         grp->faults[i] = p->numa_faults[i];
2546
2547                 grp->total_faults = p->total_numa_faults;
2548
2549                 grp->nr_tasks++;
2550                 rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2551         }
2552
2553         rcu_read_lock();
2554         tsk = READ_ONCE(cpu_rq(cpu)->curr);
2555
2556         if (!cpupid_match_pid(tsk, cpupid))
2557                 goto no_join;
2558
2559         grp = rcu_dereference(tsk->numa_group);
2560         if (!grp)
2561                 goto no_join;
2562
2563         my_grp = deref_curr_numa_group(p);
2564         if (grp == my_grp)
2565                 goto no_join;
2566
2567         /*
2568          * Only join the other group if its bigger; if we're the bigger group,
2569          * the other task will join us.
2570          */
2571         if (my_grp->nr_tasks > grp->nr_tasks)
2572                 goto no_join;
2573
2574         /*
2575          * Tie-break on the grp address.
2576          */
2577         if (my_grp->nr_tasks == grp->nr_tasks && my_grp > grp)
2578                 goto no_join;
2579
2580         /* Always join threads in the same process. */
2581         if (tsk->mm == current->mm)
2582                 join = true;
2583
2584         /* Simple filter to avoid false positives due to PID collisions */
2585         if (flags & TNF_SHARED)
2586                 join = true;
2587
2588         /* Update priv based on whether false sharing was detected */
2589         *priv = !join;
2590
2591         if (join && !get_numa_group(grp))
2592                 goto no_join;
2593
2594         rcu_read_unlock();
2595
2596         if (!join)
2597                 return;
2598
2599         WARN_ON_ONCE(irqs_disabled());
2600         double_lock_irq(&my_grp->lock, &grp->lock);
2601
2602         for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++) {
2603                 my_grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2604                 grp->faults[i] += p->numa_faults[i];
2605         }
2606         my_grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2607         grp->total_faults += p->total_numa_faults;
2608
2609         my_grp->nr_tasks--;
2610         grp->nr_tasks++;
2611
2612         spin_unlock(&my_grp->lock);
2613         spin_unlock_irq(&grp->lock);
2614
2615         rcu_assign_pointer(p->numa_group, grp);
2616
2617         put_numa_group(my_grp);
2618         return;
2619
2620 no_join:
2621         rcu_read_unlock();
2622         return;
2623 }
2624
2625 /*
2626  * Get rid of NUMA statistics associated with a task (either current or dead).
2627  * If @final is set, the task is dead and has reached refcount zero, so we can
2628  * safely free all relevant data structures. Otherwise, there might be
2629  * concurrent reads from places like load balancing and procfs, and we should
2630  * reset the data back to default state without freeing ->numa_faults.
2631  */
2632 void task_numa_free(struct task_struct *p, bool final)
2633 {
2634         /* safe: p either is current or is being freed by current */
2635         struct numa_group *grp = rcu_dereference_raw(p->numa_group);
2636         unsigned long *numa_faults = p->numa_faults;
2637         unsigned long flags;
2638         int i;
2639
2640         if (!numa_faults)
2641                 return;
2642
2643         if (grp) {
2644                 spin_lock_irqsave(&grp->lock, flags);
2645                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2646                         grp->faults[i] -= p->numa_faults[i];
2647                 grp->total_faults -= p->total_numa_faults;
2648
2649                 grp->nr_tasks--;
2650                 spin_unlock_irqrestore(&grp->lock, flags);
2651                 RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2652                 put_numa_group(grp);
2653         }
2654
2655         if (final) {
2656                 p->numa_faults = NULL;
2657                 kfree(numa_faults);
2658         } else {
2659                 p->total_numa_faults = 0;
2660                 for (i = 0; i < NR_NUMA_HINT_FAULT_STATS * nr_node_ids; i++)
2661                         numa_faults[i] = 0;
2662         }
2663 }
2664
2665 /*
2666  * Got a PROT_NONE fault for a page on @node.
2667  */
2668 void task_numa_fault(int last_cpupid, int mem_node, int pages, int flags)
2669 {
2670         struct task_struct *p = current;
2671         bool migrated = flags & TNF_MIGRATED;
2672         int cpu_node = task_node(current);
2673         int local = !!(flags & TNF_FAULT_LOCAL);
2674         struct numa_group *ng;
2675         int priv;
2676
2677         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2678                 return;
2679
2680         /* for example, ksmd faulting in a user's mm */
2681         if (!p->mm)
2682                 return;
2683
2684         /* Allocate buffer to track faults on a per-node basis */
2685         if (unlikely(!p->numa_faults)) {
2686                 int size = sizeof(*p->numa_faults) *
2687                            NR_NUMA_HINT_FAULT_BUCKETS * nr_node_ids;
2688
2689                 p->numa_faults = kzalloc(size, GFP_KERNEL|__GFP_NOWARN);
2690                 if (!p->numa_faults)
2691                         return;
2692
2693                 p->total_numa_faults = 0;
2694                 memset(p->numa_faults_locality, 0, sizeof(p->numa_faults_locality));
2695         }
2696
2697         /*
2698          * First accesses are treated as private, otherwise consider accesses
2699          * to be private if the accessing pid has not changed
2700          */
2701         if (unlikely(last_cpupid == (-1 & LAST_CPUPID_MASK))) {
2702                 priv = 1;
2703         } else {
2704                 priv = cpupid_match_pid(p, last_cpupid);
2705                 if (!priv && !(flags & TNF_NO_GROUP))
2706                         task_numa_group(p, last_cpupid, flags, &priv);
2707         }
2708
2709         /*
2710          * If a workload spans multiple NUMA nodes, a shared fault that
2711          * occurs wholly within the set of nodes that the workload is
2712          * actively using should be counted as local. This allows the
2713          * scan rate to slow down when a workload has settled down.
2714          */
2715         ng = deref_curr_numa_group(p);
2716         if (!priv && !local && ng && ng->active_nodes > 1 &&
2717                                 numa_is_active_node(cpu_node, ng) &&
2718                                 numa_is_active_node(mem_node, ng))
2719                 local = 1;
2720
2721         /*
2722          * Retry to migrate task to preferred node periodically, in case it
2723          * previously failed, or the scheduler moved us.
2724          */
2725         if (time_after(jiffies, p->numa_migrate_retry)) {
2726                 task_numa_placement(p);
2727                 numa_migrate_preferred(p);
2728         }
2729
2730         if (migrated)
2731                 p->numa_pages_migrated += pages;
2732         if (flags & TNF_MIGRATE_FAIL)
2733                 p->numa_faults_locality[2] += pages;
2734
2735         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEMBUF, mem_node, priv)] += pages;
2736         p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_CPUBUF, cpu_node, priv)] += pages;
2737         p->numa_faults_locality[local] += pages;
2738 }
2739
2740 static void reset_ptenuma_scan(struct task_struct *p)
2741 {
2742         /*
2743          * We only did a read acquisition of the mmap sem, so
2744          * p->mm->numa_scan_seq is written to without exclusive access
2745          * and the update is not guaranteed to be atomic. That's not
2746          * much of an issue though, since this is just used for
2747          * statistical sampling. Use READ_ONCE/WRITE_ONCE, which are not
2748          * expensive, to avoid any form of compiler optimizations:
2749          */
2750         WRITE_ONCE(p->mm->numa_scan_seq, READ_ONCE(p->mm->numa_scan_seq) + 1);
2751         p->mm->numa_scan_offset = 0;
2752 }
2753
2754 /*
2755  * The expensive part of numa migration is done from task_work context.
2756  * Triggered from task_tick_numa().
2757  */
2758 static void task_numa_work(struct callback_head *work)
2759 {
2760         unsigned long migrate, next_scan, now = jiffies;
2761         struct task_struct *p = current;
2762         struct mm_struct *mm = p->mm;
2763         u64 runtime = p->se.sum_exec_runtime;
2764         struct vm_area_struct *vma;
2765         unsigned long start, end;
2766         unsigned long nr_pte_updates = 0;
2767         long pages, virtpages;
2768
2769         SCHED_WARN_ON(p != container_of(work, struct task_struct, numa_work));
2770
2771         work->next = work;
2772         /*
2773          * Who cares about NUMA placement when they're dying.
2774          *
2775          * NOTE: make sure not to dereference p->mm before this check,
2776          * exit_task_work() happens _after_ exit_mm() so we could be called
2777          * without p->mm even though we still had it when we enqueued this
2778          * work.
2779          */
2780         if (p->flags & PF_EXITING)
2781                 return;
2782
2783         if (!mm->numa_next_scan) {
2784                 mm->numa_next_scan = now +
2785                         msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2786         }
2787
2788         /*
2789          * Enforce maximal scan/migration frequency..
2790          */
2791         migrate = mm->numa_next_scan;
2792         if (time_before(now, migrate))
2793                 return;
2794
2795         if (p->numa_scan_period == 0) {
2796                 p->numa_scan_period_max = task_scan_max(p);
2797                 p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
2798         }
2799
2800         next_scan = now + msecs_to_jiffies(p->numa_scan_period);
2801         if (cmpxchg(&mm->numa_next_scan, migrate, next_scan) != migrate)
2802                 return;
2803
2804         /*
2805          * Delay this task enough that another task of this mm will likely win
2806          * the next time around.
2807          */
2808         p->node_stamp += 2 * TICK_NSEC;
2809
2810         start = mm->numa_scan_offset;
2811         pages = sysctl_numa_balancing_scan_size;
2812         pages <<= 20 - PAGE_SHIFT; /* MB in pages */
2813         virtpages = pages * 8;     /* Scan up to this much virtual space */
2814         if (!pages)
2815                 return;
2816
2817
2818         if (!mmap_read_trylock(mm))
2819                 return;
2820         vma = find_vma(mm, start);
2821         if (!vma) {
2822                 reset_ptenuma_scan(p);
2823                 start = 0;
2824                 vma = mm->mmap;
2825         }
2826         for (; vma; vma = vma->vm_next) {
2827                 if (!vma_migratable(vma) || !vma_policy_mof(vma) ||
2828                         is_vm_hugetlb_page(vma) || (vma->vm_flags & VM_MIXEDMAP)) {
2829                         continue;
2830                 }
2831
2832                 /*
2833                  * Shared library pages mapped by multiple processes are not
2834                  * migrated as it is expected they are cache replicated. Avoid
2835                  * hinting faults in read-only file-backed mappings or the vdso
2836                  * as migrating the pages will be of marginal benefit.
2837                  */
2838                 if (!vma->vm_mm ||
2839                     (vma->vm_file && (vma->vm_flags & (VM_READ|VM_WRITE)) == (VM_READ)))
2840                         continue;
2841
2842                 /*
2843                  * Skip inaccessible VMAs to avoid any confusion between
2844                  * PROT_NONE and NUMA hinting ptes
2845                  */
2846                 if (!vma_is_accessible(vma))
2847                         continue;
2848
2849                 do {
2850                         start = max(start, vma->vm_start);
2851                         end = ALIGN(start + (pages << PAGE_SHIFT), HPAGE_SIZE);
2852                         end = min(end, vma->vm_end);
2853                         nr_pte_updates = change_prot_numa(vma, start, end);
2854
2855                         /*
2856                          * Try to scan sysctl_numa_balancing_size worth of
2857                          * hpages that have at least one present PTE that
2858                          * is not already pte-numa. If the VMA contains
2859                          * areas that are unused or already full of prot_numa
2860                          * PTEs, scan up to virtpages, to skip through those
2861                          * areas faster.
2862                          */
2863                         if (nr_pte_updates)
2864                                 pages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2865                         virtpages -= (end - start) >> PAGE_SHIFT;
2866
2867                         start = end;
2868                         if (pages <= 0 || virtpages <= 0)
2869                                 goto out;
2870
2871                         cond_resched();
2872                 } while (end != vma->vm_end);
2873         }
2874
2875 out:
2876         /*
2877          * It is possible to reach the end of the VMA list but the last few
2878          * VMAs are not guaranteed to the vma_migratable. If they are not, we
2879          * would find the !migratable VMA on the next scan but not reset the
2880          * scanner to the start so check it now.
2881          */
2882         if (vma)
2883                 mm->numa_scan_offset = start;
2884         else
2885                 reset_ptenuma_scan(p);
2886         mmap_read_unlock(mm);
2887
2888         /*
2889          * Make sure tasks use at least 32x as much time to run other code
2890          * than they used here, to limit NUMA PTE scanning overhead to 3% max.
2891          * Usually update_task_scan_period slows down scanning enough; on an
2892          * overloaded system we need to limit overhead on a per task basis.
2893          */
2894         if (unlikely(p->se.sum_exec_runtime != runtime)) {
2895                 u64 diff = p->se.sum_exec_runtime - runtime;
2896                 p->node_stamp += 32 * diff;
2897         }
2898 }
2899
2900 void init_numa_balancing(unsigned long clone_flags, struct task_struct *p)
2901 {
2902         int mm_users = 0;
2903         struct mm_struct *mm = p->mm;
2904
2905         if (mm) {
2906                 mm_users = atomic_read(&mm->mm_users);
2907                 if (mm_users == 1) {
2908                         mm->numa_next_scan = jiffies + msecs_to_jiffies(sysctl_numa_balancing_scan_delay);
2909                         mm->numa_scan_seq = 0;
2910                 }
2911         }
2912         p->node_stamp                   = 0;
2913         p->numa_scan_seq                = mm ? mm->numa_scan_seq : 0;
2914         p->numa_scan_period             = sysctl_numa_balancing_scan_delay;
2915         p->numa_migrate_retry           = 0;
2916         /* Protect against double add, see task_tick_numa and task_numa_work */
2917         p->numa_work.next               = &p->numa_work;
2918         p->numa_faults                  = NULL;
2919         p->numa_pages_migrated          = 0;
2920         p->total_numa_faults            = 0;
2921         RCU_INIT_POINTER(p->numa_group, NULL);
2922         p->last_task_numa_placement     = 0;
2923         p->last_sum_exec_runtime        = 0;
2924
2925         init_task_work(&p->numa_work, task_numa_work);
2926
2927         /* New address space, reset the preferred nid */
2928         if (!(clone_flags & CLONE_VM)) {
2929                 p->numa_preferred_nid = NUMA_NO_NODE;
2930                 return;
2931         }
2932
2933         /*
2934          * New thread, keep existing numa_preferred_nid which should be copied
2935          * already by arch_dup_task_struct but stagger when scans start.
2936          */
2937         if (mm) {
2938                 unsigned int delay;
2939
2940                 delay = min_t(unsigned int, task_scan_max(current),
2941                         current->numa_scan_period * mm_users * NSEC_PER_MSEC);
2942                 delay += 2 * TICK_NSEC;
2943                 p->node_stamp = delay;
2944         }
2945 }
2946
2947 /*
2948  * Drive the periodic memory faults..
2949  */
2950 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
2951 {
2952         struct callback_head *work = &curr->numa_work;
2953         u64 period, now;
2954
2955         /*
2956          * We don't care about NUMA placement if we don't have memory.
2957          */
2958         if (!curr->mm || (curr->flags & (PF_EXITING | PF_KTHREAD)) || work->next != work)
2959                 return;
2960
2961         /*
2962          * Using runtime rather than walltime has the dual advantage that
2963          * we (mostly) drive the selection from busy threads and that the
2964          * task needs to have done some actual work before we bother with
2965          * NUMA placement.
2966          */
2967         now = curr->se.sum_exec_runtime;
2968         period = (u64)curr->numa_scan_period * NSEC_PER_MSEC;
2969
2970         if (now > curr->node_stamp + period) {
2971                 if (!curr->node_stamp)
2972                         curr->numa_scan_period = task_scan_start(curr);
2973                 curr->node_stamp += period;
2974
2975                 if (!time_before(jiffies, curr->mm->numa_next_scan))
2976                         task_work_add(curr, work, TWA_RESUME);
2977         }
2978 }
2979
2980 static void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
2981 {
2982         int src_nid = cpu_to_node(task_cpu(p));
2983         int dst_nid = cpu_to_node(new_cpu);
2984
2985         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
2986                 return;
2987
2988         if (!p->mm || !p->numa_faults || (p->flags & PF_EXITING))
2989                 return;
2990
2991         if (src_nid == dst_nid)
2992                 return;
2993
2994         /*
2995          * Allow resets if faults have been trapped before one scan
2996          * has completed. This is most likely due to a new task that
2997          * is pulled cross-node due to wakeups or load balancing.
2998          */
2999         if (p->numa_scan_seq) {
3000                 /*
3001                  * Avoid scan adjustments if moving to the preferred
3002                  * node or if the task was not previously running on
3003                  * the preferred node.
3004                  */
3005                 if (dst_nid == p->numa_preferred_nid ||
3006                     (p->numa_preferred_nid != NUMA_NO_NODE &&
3007                         src_nid != p->numa_preferred_nid))
3008                         return;
3009         }
3010
3011         p->numa_scan_period = task_scan_start(p);
3012 }
3013
3014 #else
3015 static void task_tick_numa(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
3016 {
3017 }
3018
3019 static inline void account_numa_enqueue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3020 {
3021 }
3022
3023 static inline void account_numa_dequeue(struct rq *rq, struct task_struct *p)
3024 {
3025 }
3026
3027 static inline void update_scan_period(struct task_struct *p, int new_cpu)
3028 {
3029 }
3030
3031 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
3032
3033 static void
3034 account_entity_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3035 {
3036         update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3037 #ifdef CONFIG_SMP
3038         if (entity_is_task(se)) {
3039                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3040
3041                 account_numa_enqueue(rq, task_of(se));
3042                 list_add(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
3043         }
3044 #endif
3045         cfs_rq->nr_running++;
3046         if (se_is_idle(se))
3047                 cfs_rq->idle_nr_running++;
3048 }
3049
3050 static void
3051 account_entity_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3052 {
3053         update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3054 #ifdef CONFIG_SMP
3055         if (entity_is_task(se)) {
3056                 account_numa_dequeue(rq_of(cfs_rq), task_of(se));
3057                 list_del_init(&se->group_node);
3058         }
3059 #endif
3060         cfs_rq->nr_running--;
3061         if (se_is_idle(se))
3062                 cfs_rq->idle_nr_running--;
3063 }
3064
3065 /*
3066  * Signed add and clamp on underflow.
3067  *
3068  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3069  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3070  * values.
3071  */
3072 #define add_positive(_ptr, _val) do {                           \
3073         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3074         typeof(_val) val = (_val);                              \
3075         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3076                                                                 \
3077         res = var + val;                                        \
3078                                                                 \
3079         if (val < 0 && res > var)                               \
3080                 res = 0;                                        \
3081                                                                 \
3082         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3083 } while (0)
3084
3085 /*
3086  * Unsigned subtract and clamp on underflow.
3087  *
3088  * Explicitly do a load-store to ensure the intermediate value never hits
3089  * memory. This allows lockless observations without ever seeing the negative
3090  * values.
3091  */
3092 #define sub_positive(_ptr, _val) do {                           \
3093         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3094         typeof(*ptr) val = (_val);                              \
3095         typeof(*ptr) res, var = READ_ONCE(*ptr);                \
3096         res = var - val;                                        \
3097         if (res > var)                                          \
3098                 res = 0;                                        \
3099         WRITE_ONCE(*ptr, res);                                  \
3100 } while (0)
3101
3102 /*
3103  * Remove and clamp on negative, from a local variable.
3104  *
3105  * A variant of sub_positive(), which does not use explicit load-store
3106  * and is thus optimized for local variable updates.
3107  */
3108 #define lsub_positive(_ptr, _val) do {                          \
3109         typeof(_ptr) ptr = (_ptr);                              \
3110         *ptr -= min_t(typeof(*ptr), *ptr, _val);                \
3111 } while (0)
3112
3113 #ifdef CONFIG_SMP
3114 static inline void
3115 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3116 {
3117         cfs_rq->avg.load_avg += se->avg.load_avg;
3118         cfs_rq->avg.load_sum += se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3119 }
3120
3121 static inline void
3122 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3123 {
3124         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, se->avg.load_avg);
3125         sub_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, se_weight(se) * se->avg.load_sum);
3126         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3127         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
3128                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3129 }
3130 #else
3131 static inline void
3132 enqueue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3133 static inline void
3134 dequeue_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) { }
3135 #endif
3136
3137 static void reweight_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se,
3138                             unsigned long weight)
3139 {
3140         if (se->on_rq) {
3141                 /* commit outstanding execution time */
3142                 if (cfs_rq->curr == se)
3143                         update_curr(cfs_rq);
3144                 update_load_sub(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3145         }
3146         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3147
3148         update_load_set(&se->load, weight);
3149
3150 #ifdef CONFIG_SMP
3151         do {
3152                 u32 divider = get_pelt_divider(&se->avg);
3153
3154                 se->avg.load_avg = div_u64(se_weight(se) * se->avg.load_sum, divider);
3155         } while (0);
3156 #endif
3157
3158         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3159         if (se->on_rq)
3160                 update_load_add(&cfs_rq->load, se->load.weight);
3161
3162 }
3163
3164 void reweight_task(struct task_struct *p, int prio)
3165 {
3166         struct sched_entity *se = &p->se;
3167         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3168         struct load_weight *load = &se->load;
3169         unsigned long weight = scale_load(sched_prio_to_weight[prio]);
3170
3171         reweight_entity(cfs_rq, se, weight);
3172         load->inv_weight = sched_prio_to_wmult[prio];
3173 }
3174
3175 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq);
3176
3177 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3178 #ifdef CONFIG_SMP
3179 /*
3180  * All this does is approximate the hierarchical proportion which includes that
3181  * global sum we all love to hate.
3182  *
3183  * That is, the weight of a group entity, is the proportional share of the
3184  * group weight based on the group runqueue weights. That is:
3185  *
3186  *                     tg->weight * grq->load.weight
3187  *   ge->load.weight = -----------------------------               (1)
3188  *                       \Sum grq->load.weight
3189  *
3190  * Now, because computing that sum is prohibitively expensive to compute (been
3191  * there, done that) we approximate it with this average stuff. The average
3192  * moves slower and therefore the approximation is cheaper and more stable.
3193  *
3194  * So instead of the above, we substitute:
3195  *
3196  *   grq->load.weight -> grq->avg.load_avg                         (2)
3197  *
3198  * which yields the following:
3199  *
3200  *                     tg->weight * grq->avg.load_avg
3201  *   ge->load.weight = ------------------------------              (3)
3202  *                             tg->load_avg
3203  *
3204  * Where: tg->load_avg ~= \Sum grq->avg.load_avg
3205  *
3206  * That is shares_avg, and it is right (given the approximation (2)).
3207  *
3208  * The problem with it is that because the average is slow -- it was designed
3209  * to be exactly that of course -- this leads to transients in boundary
3210  * conditions. In specific, the case where the group was idle and we start the
3211  * one task. It takes time for our CPU's grq->avg.load_avg to build up,
3212  * yielding bad latency etc..
3213  *
3214  * Now, in that special case (1) reduces to:
3215  *
3216  *                     tg->weight * grq->load.weight
3217  *   ge->load.weight = ----------------------------- = tg->weight   (4)
3218  *                         grp->load.weight
3219  *
3220  * That is, the sum collapses because all other CPUs are idle; the UP scenario.
3221  *
3222  * So what we do is modify our approximation (3) to approach (4) in the (near)
3223  * UP case, like:
3224  *
3225  *   ge->load.weight =
3226  *
3227  *              tg->weight * grq->load.weight
3228  *     ---------------------------------------------------         (5)
3229  *     tg->load_avg - grq->avg.load_avg + grq->load.weight
3230  *
3231  * But because grq->load.weight can drop to 0, resulting in a divide by zero,
3232  * we need to use grq->avg.load_avg as its lower bound, which then gives:
3233  *
3234  *
3235  *                     tg->weight * grq->load.weight
3236  *   ge->load.weight = -----------------------------               (6)
3237  *                             tg_load_avg'
3238  *
3239  * Where:
3240  *
3241  *   tg_load_avg' = tg->load_avg - grq->avg.load_avg +
3242  *                  max(grq->load.weight, grq->avg.load_avg)
3243  *
3244  * And that is shares_weight and is icky. In the (near) UP case it approaches
3245  * (4) while in the normal case it approaches (3). It consistently
3246  * overestimates the ge->load.weight and therefore:
3247  *
3248  *   \Sum ge->load.weight >= tg->weight
3249  *
3250  * hence icky!
3251  */
3252 static long calc_group_shares(struct cfs_rq *cfs_rq)
3253 {
3254         long tg_weight, tg_shares, load, shares;
3255         struct task_group *tg = cfs_rq->tg;
3256
3257         tg_shares = READ_ONCE(tg->shares);
3258
3259         load = max(scale_load_down(cfs_rq->load.weight), cfs_rq->avg.load_avg);
3260
3261         tg_weight = atomic_long_read(&tg->load_avg);
3262
3263         /* Ensure tg_weight >= load */
3264         tg_weight -= cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3265         tg_weight += load;
3266
3267         shares = (tg_shares * load);
3268         if (tg_weight)
3269                 shares /= tg_weight;
3270
3271         /*
3272          * MIN_SHARES has to be unscaled here to support per-CPU partitioning
3273          * of a group with small tg->shares value. It is a floor value which is
3274          * assigned as a minimum load.weight to the sched_entity representing
3275          * the group on a CPU.
3276          *
3277          * E.g. on 64-bit for a group with tg->shares of scale_load(15)=15*1024
3278          * on an 8-core system with 8 tasks each runnable on one CPU shares has
3279          * to be 15*1024*1/8=1920 instead of scale_load(MIN_SHARES)=2*1024. In
3280          * case no task is runnable on a CPU MIN_SHARES=2 should be returned
3281          * instead of 0.
3282          */
3283         return clamp_t(long, shares, MIN_SHARES, tg_shares);
3284 }
3285 #endif /* CONFIG_SMP */
3286
3287 /*
3288  * Recomputes the group entity based on the current state of its group
3289  * runqueue.
3290  */
3291 static void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3292 {
3293         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3294         long shares;
3295
3296         if (!gcfs_rq)
3297                 return;
3298
3299         if (throttled_hierarchy(gcfs_rq))
3300                 return;
3301
3302 #ifndef CONFIG_SMP
3303         shares = READ_ONCE(gcfs_rq->tg->shares);
3304
3305         if (likely(se->load.weight == shares))
3306                 return;
3307 #else
3308         shares   = calc_group_shares(gcfs_rq);
3309 #endif
3310
3311         reweight_entity(cfs_rq_of(se), se, shares);
3312 }
3313
3314 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3315 static inline void update_cfs_group(struct sched_entity *se)
3316 {
3317 }
3318 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3319
3320 static inline void cfs_rq_util_change(struct cfs_rq *cfs_rq, int flags)
3321 {
3322         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3323
3324         if (&rq->cfs == cfs_rq) {
3325                 /*
3326                  * There are a few boundary cases this might miss but it should
3327                  * get called often enough that that should (hopefully) not be
3328                  * a real problem.
3329                  *
3330                  * It will not get called when we go idle, because the idle
3331                  * thread is a different class (!fair), nor will the utilization
3332                  * number include things like RT tasks.
3333                  *
3334                  * As is, the util number is not freq-invariant (we'd have to
3335                  * implement arch_scale_freq_capacity() for that).
3336                  *
3337                  * See cpu_util_cfs().
3338                  */
3339                 cpufreq_update_util(rq, flags);
3340         }
3341 }
3342
3343 #ifdef CONFIG_SMP
3344 static inline bool load_avg_is_decayed(struct sched_avg *sa)
3345 {
3346         if (sa->load_sum)
3347                 return false;
3348
3349         if (sa->util_sum)
3350                 return false;
3351
3352         if (sa->runnable_sum)
3353                 return false;
3354
3355         /*
3356          * _avg must be null when _sum are null because _avg = _sum / divider
3357          * Make sure that rounding and/or propagation of PELT values never
3358          * break this.
3359          */
3360         SCHED_WARN_ON(sa->load_avg ||
3361                       sa->util_avg ||
3362                       sa->runnable_avg);
3363
3364         return true;
3365 }
3366
3367 static inline u64 cfs_rq_last_update_time(struct cfs_rq *cfs_rq)
3368 {
3369         return u64_u32_load_copy(cfs_rq->avg.last_update_time,
3370                                  cfs_rq->last_update_time_copy);
3371 }
3372 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
3373 /*
3374  * Because list_add_leaf_cfs_rq always places a child cfs_rq on the list
3375  * immediately before a parent cfs_rq, and cfs_rqs are removed from the list
3376  * bottom-up, we only have to test whether the cfs_rq before us on the list
3377  * is our child.
3378  * If cfs_rq is not on the list, test whether a child needs its to be added to
3379  * connect a branch to the tree  * (see list_add_leaf_cfs_rq() for details).
3380  */
3381 static inline bool child_cfs_rq_on_list(struct cfs_rq *cfs_rq)
3382 {
3383         struct cfs_rq *prev_cfs_rq;
3384         struct list_head *prev;
3385
3386         if (cfs_rq->on_list) {
3387                 prev = cfs_rq->leaf_cfs_rq_list.prev;
3388         } else {
3389                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
3390
3391                 prev = rq->tmp_alone_branch;
3392         }
3393
3394         prev_cfs_rq = container_of(prev, struct cfs_rq, leaf_cfs_rq_list);
3395
3396         return (prev_cfs_rq->tg->parent == cfs_rq->tg);
3397 }
3398
3399 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
3400 {
3401         if (cfs_rq->load.weight)
3402                 return false;
3403
3404         if (!load_avg_is_decayed(&cfs_rq->avg))
3405                 return false;
3406
3407         if (child_cfs_rq_on_list(cfs_rq))
3408                 return false;
3409
3410         return true;
3411 }
3412
3413 /**
3414  * update_tg_load_avg - update the tg's load avg
3415  * @cfs_rq: the cfs_rq whose avg changed
3416  *
3417  * This function 'ensures': tg->load_avg := \Sum tg->cfs_rq[]->avg.load.
3418  * However, because tg->load_avg is a global value there are performance
3419  * considerations.
3420  *
3421  * In order to avoid having to look at the other cfs_rq's, we use a
3422  * differential update where we store the last value we propagated. This in
3423  * turn allows skipping updates if the differential is 'small'.
3424  *
3425  * Updating tg's load_avg is necessary before update_cfs_share().
3426  */
3427 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
3428 {
3429         long delta = cfs_rq->avg.load_avg - cfs_rq->tg_load_avg_contrib;
3430
3431         /*
3432          * No need to update load_avg for root_task_group as it is not used.
3433          */
3434         if (cfs_rq->tg == &root_task_group)
3435                 return;
3436
3437         if (abs(delta) > cfs_rq->tg_load_avg_contrib / 64) {
3438                 atomic_long_add(delta, &cfs_rq->tg->load_avg);
3439                 cfs_rq->tg_load_avg_contrib = cfs_rq->avg.load_avg;
3440         }
3441 }
3442
3443 /*
3444  * Called within set_task_rq() right before setting a task's CPU. The
3445  * caller only guarantees p->pi_lock is held; no other assumptions,
3446  * including the state of rq->lock, should be made.
3447  */
3448 void set_task_rq_fair(struct sched_entity *se,
3449                       struct cfs_rq *prev, struct cfs_rq *next)
3450 {
3451         u64 p_last_update_time;
3452         u64 n_last_update_time;
3453
3454         if (!sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD))
3455                 return;
3456
3457         /*
3458          * We are supposed to update the task to "current" time, then its up to
3459          * date and ready to go to new CPU/cfs_rq. But we have difficulty in
3460          * getting what current time is, so simply throw away the out-of-date
3461          * time. This will result in the wakee task is less decayed, but giving
3462          * the wakee more load sounds not bad.
3463          */
3464         if (!(se->avg.last_update_time && prev))
3465                 return;
3466
3467         p_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(prev);
3468         n_last_update_time = cfs_rq_last_update_time(next);
3469
3470         __update_load_avg_blocked_se(p_last_update_time, se);
3471         se->avg.last_update_time = n_last_update_time;
3472 }
3473
3474 /*
3475  * When on migration a sched_entity joins/leaves the PELT hierarchy, we need to
3476  * propagate its contribution. The key to this propagation is the invariant
3477  * that for each group:
3478  *
3479  *   ge->avg == grq->avg                                                (1)
3480  *
3481  * _IFF_ we look at the pure running and runnable sums. Because they
3482  * represent the very same entity, just at different points in the hierarchy.
3483  *
3484  * Per the above update_tg_cfs_util() and update_tg_cfs_runnable() are trivial
3485  * and simply copies the running/runnable sum over (but still wrong, because
3486  * the group entity and group rq do not have their PELT windows aligned).
3487  *
3488  * However, update_tg_cfs_load() is more complex. So we have:
3489  *
3490  *   ge->avg.load_avg = ge->load.weight * ge->avg.runnable_avg          (2)
3491  *
3492  * And since, like util, the runnable part should be directly transferable,
3493  * the following would _appear_ to be the straight forward approach:
3494  *
3495  *   grq->avg.load_avg = grq->load.weight * grq->avg.runnable_avg       (3)
3496  *
3497  * And per (1) we have:
3498  *
3499  *   ge->avg.runnable_avg == grq->avg.runnable_avg
3500  *
3501  * Which gives:
3502  *
3503  *                      ge->load.weight * grq->avg.load_avg
3504  *   ge->avg.load_avg = -----------------------------------             (4)
3505  *                               grq->load.weight
3506  *
3507  * Except that is wrong!
3508  *
3509  * Because while for entities historical weight is not important and we
3510  * really only care about our future and therefore can consider a pure
3511  * runnable sum, runqueues can NOT do this.
3512  *
3513  * We specifically want runqueues to have a load_avg that includes
3514  * historical weights. Those represent the blocked load, the load we expect
3515  * to (shortly) return to us. This only works by keeping the weights as
3516  * integral part of the sum. We therefore cannot decompose as per (3).
3517  *
3518  * Another reason this doesn't work is that runnable isn't a 0-sum entity.
3519  * Imagine a rq with 2 tasks that each are runnable 2/3 of the time. Then the
3520  * rq itself is runnable anywhere between 2/3 and 1 depending on how the
3521  * runnable section of these tasks overlap (or not). If they were to perfectly
3522  * align the rq as a whole would be runnable 2/3 of the time. If however we
3523  * always have at least 1 runnable task, the rq as a whole is always runnable.
3524  *
3525  * So we'll have to approximate.. :/
3526  *
3527  * Given the constraint:
3528  *
3529  *   ge->avg.running_sum <= ge->avg.runnable_sum <= LOAD_AVG_MAX
3530  *
3531  * We can construct a rule that adds runnable to a rq by assuming minimal
3532  * overlap.
3533  *
3534  * On removal, we'll assume each task is equally runnable; which yields:
3535  *
3536  *   grq->avg.runnable_sum = grq->avg.load_sum / grq->load.weight
3537  *
3538  * XXX: only do this for the part of runnable > running ?
3539  *
3540  */
3541 static inline void
3542 update_tg_cfs_util(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3543 {
3544         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.util_avg - se->avg.util_avg;
3545         u32 new_sum, divider;
3546
3547         /* Nothing to update */
3548         if (!delta_avg)
3549                 return;
3550
3551         /*
3552          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3553          * See ___update_load_avg() for details.
3554          */
3555         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3556
3557
3558         /* Set new sched_entity's utilization */
3559         se->avg.util_avg = gcfs_rq->avg.util_avg;
3560         new_sum = se->avg.util_avg * divider;
3561         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.util_sum;
3562         se->avg.util_sum = new_sum;
3563
3564         /* Update parent cfs_rq utilization */
3565         add_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, delta_avg);
3566         add_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, delta_sum);
3567
3568         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3569         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
3570                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3571 }
3572
3573 static inline void
3574 update_tg_cfs_runnable(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3575 {
3576         long delta_sum, delta_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg - se->avg.runnable_avg;
3577         u32 new_sum, divider;
3578
3579         /* Nothing to update */
3580         if (!delta_avg)
3581                 return;
3582
3583         /*
3584          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3585          * See ___update_load_avg() for details.
3586          */
3587         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3588
3589         /* Set new sched_entity's runnable */
3590         se->avg.runnable_avg = gcfs_rq->avg.runnable_avg;
3591         new_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3592         delta_sum = (long)new_sum - (long)se->avg.runnable_sum;
3593         se->avg.runnable_sum = new_sum;
3594
3595         /* Update parent cfs_rq runnable */
3596         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, delta_avg);
3597         add_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, delta_sum);
3598         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3599         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
3600                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3601 }
3602
3603 static inline void
3604 update_tg_cfs_load(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, struct cfs_rq *gcfs_rq)
3605 {
3606         long delta_avg, running_sum, runnable_sum = gcfs_rq->prop_runnable_sum;
3607         unsigned long load_avg;
3608         u64 load_sum = 0;
3609         s64 delta_sum;
3610         u32 divider;
3611
3612         if (!runnable_sum)
3613                 return;
3614
3615         gcfs_rq->prop_runnable_sum = 0;
3616
3617         /*
3618          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3619          * See ___update_load_avg() for details.
3620          */
3621         divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3622
3623         if (runnable_sum >= 0) {
3624                 /*
3625                  * Add runnable; clip at LOAD_AVG_MAX. Reflects that until
3626                  * the CPU is saturated running == runnable.
3627                  */
3628                 runnable_sum += se->avg.load_sum;
3629                 runnable_sum = min_t(long, runnable_sum, divider);
3630         } else {
3631                 /*
3632                  * Estimate the new unweighted runnable_sum of the gcfs_rq by
3633                  * assuming all tasks are equally runnable.
3634                  */
3635                 if (scale_load_down(gcfs_rq->load.weight)) {
3636                         load_sum = div_u64(gcfs_rq->avg.load_sum,
3637                                 scale_load_down(gcfs_rq->load.weight));
3638                 }
3639
3640                 /* But make sure to not inflate se's runnable */
3641                 runnable_sum = min(se->avg.load_sum, load_sum);
3642         }
3643
3644         /*
3645          * runnable_sum can't be lower than running_sum
3646          * Rescale running sum to be in the same range as runnable sum
3647          * running_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX <<  SCHED_CAPACITY_SHIFT]
3648          * runnable_sum is in [0 : LOAD_AVG_MAX]
3649          */
3650         running_sum = se->avg.util_sum >> SCHED_CAPACITY_SHIFT;
3651         runnable_sum = max(runnable_sum, running_sum);
3652
3653         load_sum = se_weight(se) * runnable_sum;
3654         load_avg = div_u64(load_sum, divider);
3655
3656         delta_avg = load_avg - se->avg.load_avg;
3657         if (!delta_avg)
3658                 return;
3659
3660         delta_sum = load_sum - (s64)se_weight(se) * se->avg.load_sum;
3661
3662         se->avg.load_sum = runnable_sum;
3663         se->avg.load_avg = load_avg;
3664         add_positive(&cfs_rq->avg.load_avg, delta_avg);
3665         add_positive(&cfs_rq->avg.load_sum, delta_sum);
3666         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3667         cfs_rq->avg.load_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.load_sum,
3668                                           cfs_rq->avg.load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3669 }
3670
3671 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum)
3672 {
3673         cfs_rq->propagate = 1;
3674         cfs_rq->prop_runnable_sum += runnable_sum;
3675 }
3676
3677 /* Update task and its cfs_rq load average */
3678 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3679 {
3680         struct cfs_rq *cfs_rq, *gcfs_rq;
3681
3682         if (entity_is_task(se))
3683                 return 0;
3684
3685         gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3686         if (!gcfs_rq->propagate)
3687                 return 0;
3688
3689         gcfs_rq->propagate = 0;
3690
3691         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3692
3693         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, gcfs_rq->prop_runnable_sum);
3694
3695         update_tg_cfs_util(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3696         update_tg_cfs_runnable(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3697         update_tg_cfs_load(cfs_rq, se, gcfs_rq);
3698
3699         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3700         trace_pelt_se_tp(se);
3701
3702         return 1;
3703 }
3704
3705 /*
3706  * Check if we need to update the load and the utilization of a blocked
3707  * group_entity:
3708  */
3709 static inline bool skip_blocked_update(struct sched_entity *se)
3710 {
3711         struct cfs_rq *gcfs_rq = group_cfs_rq(se);
3712
3713         /*
3714          * If sched_entity still have not zero load or utilization, we have to
3715          * decay it:
3716          */
3717         if (se->avg.load_avg || se->avg.util_avg)
3718                 return false;
3719
3720         /*
3721          * If there is a pending propagation, we have to update the load and
3722          * the utilization of the sched_entity:
3723          */
3724         if (gcfs_rq->propagate)
3725                 return false;
3726
3727         /*
3728          * Otherwise, the load and the utilization of the sched_entity is
3729          * already zero and there is no pending propagation, so it will be a
3730          * waste of time to try to decay it:
3731          */
3732         return true;
3733 }
3734
3735 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3736
3737 static inline void update_tg_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
3738
3739 static inline int propagate_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
3740 {
3741         return 0;
3742 }
3743
3744 static inline void add_tg_cfs_propagate(struct cfs_rq *cfs_rq, long runnable_sum) {}
3745
3746 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
3747
3748 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
3749 static inline void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se)
3750 {
3751         u64 throttled = 0, now, lut;
3752         struct cfs_rq *cfs_rq;
3753         struct rq *rq;
3754         bool is_idle;
3755
3756         if (load_avg_is_decayed(&se->avg))
3757                 return;
3758
3759         cfs_rq = cfs_rq_of(se);
3760         rq = rq_of(cfs_rq);
3761
3762         rcu_read_lock();
3763         is_idle = is_idle_task(rcu_dereference(rq->curr));
3764         rcu_read_unlock();
3765
3766         /*
3767          * The lag estimation comes with a cost we don't want to pay all the
3768          * time. Hence, limiting to the case where the source CPU is idle and
3769          * we know we are at the greatest risk to have an outdated clock.
3770          */
3771         if (!is_idle)
3772                 return;
3773
3774         /*
3775          * Estimated "now" is: last_update_time + cfs_idle_lag + rq_idle_lag, where:
3776          *
3777          *   last_update_time (the cfs_rq's last_update_time)
3778          *      = cfs_rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
3779          *      = rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
3780          *        - cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
3781          *
3782          *   cfs_idle_lag (delta between rq's update and cfs_rq's update)
3783          *      = rq_clock_pelt()@rq_idle - rq_clock_pelt()@cfs_rq_idle
3784          *
3785          *   rq_idle_lag (delta between now and rq's update)
3786          *      = sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
3787          *
3788          * We can then write:
3789          *
3790          *    now = rq_clock_pelt()@rq_idle - cfs->throttled_clock_pelt_time +
3791          *          sched_clock_cpu() - rq_clock()@rq_idle
3792          * Where:
3793          *      rq_clock_pelt()@rq_idle is rq->clock_pelt_idle
3794          *      rq_clock()@rq_idle      is rq->clock_idle
3795          *      cfs->throttled_clock_pelt_time@cfs_rq_idle
3796          *                              is cfs_rq->throttled_pelt_idle
3797          */
3798
3799 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
3800         throttled = u64_u32_load(cfs_rq->throttled_pelt_idle);
3801         /* The clock has been stopped for throttling */
3802         if (throttled == U64_MAX)
3803                 return;
3804 #endif
3805         now = u64_u32_load(rq->clock_pelt_idle);
3806         /*
3807          * Paired with _update_idle_rq_clock_pelt(). It ensures at the worst case
3808          * is observed the old clock_pelt_idle value and the new clock_idle,
3809          * which lead to an underestimation. The opposite would lead to an
3810          * overestimation.
3811          */
3812         smp_rmb();
3813         lut = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
3814
3815         now -= throttled;
3816         if (now < lut)
3817                 /*
3818                  * cfs_rq->avg.last_update_time is more recent than our
3819                  * estimation, let's use it.
3820                  */
3821                 now = lut;
3822         else
3823                 now += sched_clock_cpu(cpu_of(rq)) - u64_u32_load(rq->clock_idle);
3824
3825         __update_load_avg_blocked_se(now, se);
3826 }
3827 #else
3828 static void migrate_se_pelt_lag(struct sched_entity *se) {}
3829 #endif
3830
3831 /**
3832  * update_cfs_rq_load_avg - update the cfs_rq's load/util averages
3833  * @now: current time, as per cfs_rq_clock_pelt()
3834  * @cfs_rq: cfs_rq to update
3835  *
3836  * The cfs_rq avg is the direct sum of all its entities (blocked and runnable)
3837  * avg. The immediate corollary is that all (fair) tasks must be attached.
3838  *
3839  * cfs_rq->avg is used for task_h_load() and update_cfs_share() for example.
3840  *
3841  * Return: true if the load decayed or we removed load.
3842  *
3843  * Since both these conditions indicate a changed cfs_rq->avg.load we should
3844  * call update_tg_load_avg() when this function returns true.
3845  */
3846 static inline int
3847 update_cfs_rq_load_avg(u64 now, struct cfs_rq *cfs_rq)
3848 {
3849         unsigned long removed_load = 0, removed_util = 0, removed_runnable = 0;
3850         struct sched_avg *sa = &cfs_rq->avg;
3851         int decayed = 0;
3852
3853         if (cfs_rq->removed.nr) {
3854                 unsigned long r;
3855                 u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3856
3857                 raw_spin_lock(&cfs_rq->removed.lock);
3858                 swap(cfs_rq->removed.util_avg, removed_util);
3859                 swap(cfs_rq->removed.load_avg, removed_load);
3860                 swap(cfs_rq->removed.runnable_avg, removed_runnable);
3861                 cfs_rq->removed.nr = 0;
3862                 raw_spin_unlock(&cfs_rq->removed.lock);
3863
3864                 r = removed_load;
3865                 sub_positive(&sa->load_avg, r);
3866                 sub_positive(&sa->load_sum, r * divider);
3867                 /* See sa->util_sum below */
3868                 sa->load_sum = max_t(u32, sa->load_sum, sa->load_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3869
3870                 r = removed_util;
3871                 sub_positive(&sa->util_avg, r);
3872                 sub_positive(&sa->util_sum, r * divider);
3873                 /*
3874                  * Because of rounding, se->util_sum might ends up being +1 more than
3875                  * cfs->util_sum. Although this is not a problem by itself, detaching
3876                  * a lot of tasks with the rounding problem between 2 updates of
3877                  * util_avg (~1ms) can make cfs->util_sum becoming null whereas
3878                  * cfs_util_avg is not.
3879                  * Check that util_sum is still above its lower bound for the new
3880                  * util_avg. Given that period_contrib might have moved since the last
3881                  * sync, we are only sure that util_sum must be above or equal to
3882                  *    util_avg * minimum possible divider
3883                  */
3884                 sa->util_sum = max_t(u32, sa->util_sum, sa->util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3885
3886                 r = removed_runnable;
3887                 sub_positive(&sa->runnable_avg, r);
3888                 sub_positive(&sa->runnable_sum, r * divider);
3889                 /* See sa->util_sum above */
3890                 sa->runnable_sum = max_t(u32, sa->runnable_sum,
3891                                               sa->runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3892
3893                 /*
3894                  * removed_runnable is the unweighted version of removed_load so we
3895                  * can use it to estimate removed_load_sum.
3896                  */
3897                 add_tg_cfs_propagate(cfs_rq,
3898                         -(long)(removed_runnable * divider) >> SCHED_CAPACITY_SHIFT);
3899
3900                 decayed = 1;
3901         }
3902
3903         decayed |= __update_load_avg_cfs_rq(now, cfs_rq);
3904         u64_u32_store_copy(sa->last_update_time,
3905                            cfs_rq->last_update_time_copy,
3906                            sa->last_update_time);
3907         return decayed;
3908 }
3909
3910 /**
3911  * attach_entity_load_avg - attach this entity to its cfs_rq load avg
3912  * @cfs_rq: cfs_rq to attach to
3913  * @se: sched_entity to attach
3914  *
3915  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3916  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3917  */
3918 static void attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3919 {
3920         /*
3921          * cfs_rq->avg.period_contrib can be used for both cfs_rq and se.
3922          * See ___update_load_avg() for details.
3923          */
3924         u32 divider = get_pelt_divider(&cfs_rq->avg);
3925
3926         /*
3927          * When we attach the @se to the @cfs_rq, we must align the decay
3928          * window because without that, really weird and wonderful things can
3929          * happen.
3930          *
3931          * XXX illustrate
3932          */
3933         se->avg.last_update_time = cfs_rq->avg.last_update_time;
3934         se->avg.period_contrib = cfs_rq->avg.period_contrib;
3935
3936         /*
3937          * Hell(o) Nasty stuff.. we need to recompute _sum based on the new
3938          * period_contrib. This isn't strictly correct, but since we're
3939          * entirely outside of the PELT hierarchy, nobody cares if we truncate
3940          * _sum a little.
3941          */
3942         se->avg.util_sum = se->avg.util_avg * divider;
3943
3944         se->avg.runnable_sum = se->avg.runnable_avg * divider;
3945
3946         se->avg.load_sum = se->avg.load_avg * divider;
3947         if (se_weight(se) < se->avg.load_sum)
3948                 se->avg.load_sum = div_u64(se->avg.load_sum, se_weight(se));
3949         else
3950                 se->avg.load_sum = 1;
3951
3952         enqueue_load_avg(cfs_rq, se);
3953         cfs_rq->avg.util_avg += se->avg.util_avg;
3954         cfs_rq->avg.util_sum += se->avg.util_sum;
3955         cfs_rq->avg.runnable_avg += se->avg.runnable_avg;
3956         cfs_rq->avg.runnable_sum += se->avg.runnable_sum;
3957
3958         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, se->avg.load_sum);
3959
3960         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3961
3962         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3963 }
3964
3965 /**
3966  * detach_entity_load_avg - detach this entity from its cfs_rq load avg
3967  * @cfs_rq: cfs_rq to detach from
3968  * @se: sched_entity to detach
3969  *
3970  * Must call update_cfs_rq_load_avg() before this, since we rely on
3971  * cfs_rq->avg.last_update_time being current.
3972  */
3973 static void detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
3974 {
3975         dequeue_load_avg(cfs_rq, se);
3976         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_avg, se->avg.util_avg);
3977         sub_positive(&cfs_rq->avg.util_sum, se->avg.util_sum);
3978         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3979         cfs_rq->avg.util_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.util_sum,
3980                                           cfs_rq->avg.util_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3981
3982         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_avg, se->avg.runnable_avg);
3983         sub_positive(&cfs_rq->avg.runnable_sum, se->avg.runnable_sum);
3984         /* See update_cfs_rq_load_avg() */
3985         cfs_rq->avg.runnable_sum = max_t(u32, cfs_rq->avg.runnable_sum,
3986                                               cfs_rq->avg.runnable_avg * PELT_MIN_DIVIDER);
3987
3988         add_tg_cfs_propagate(cfs_rq, -se->avg.load_sum);
3989
3990         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
3991
3992         trace_pelt_cfs_tp(cfs_rq);
3993 }
3994
3995 /*
3996  * Optional action to be done while updating the load average
3997  */
3998 #define UPDATE_TG       0x1
3999 #define SKIP_AGE_LOAD   0x2
4000 #define DO_ATTACH       0x4
4001 #define DO_DETACH       0x8
4002
4003 /* Update task and its cfs_rq load average */
4004 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4005 {
4006         u64 now = cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
4007         int decayed;
4008
4009         /*
4010          * Track task load average for carrying it to new CPU after migrated, and
4011          * track group sched_entity load average for task_h_load calc in migration
4012          */
4013         if (se->avg.last_update_time && !(flags & SKIP_AGE_LOAD))
4014                 __update_load_avg_se(now, cfs_rq, se);
4015
4016         decayed  = update_cfs_rq_load_avg(now, cfs_rq);
4017         decayed |= propagate_entity_load_avg(se);
4018
4019         if (!se->avg.last_update_time && (flags & DO_ATTACH)) {
4020
4021                 /*
4022                  * DO_ATTACH means we're here from enqueue_entity().
4023                  * !last_update_time means we've passed through
4024                  * migrate_task_rq_fair() indicating we migrated.
4025                  *
4026                  * IOW we're enqueueing a task on a new CPU.
4027                  */
4028                 attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4029                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4030
4031         } else if (flags & DO_DETACH) {
4032                 /*
4033                  * DO_DETACH means we're here from dequeue_entity()
4034                  * and we are migrating task out of the CPU.
4035                  */
4036                 detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
4037                 update_tg_load_avg(cfs_rq);
4038         } else if (decayed) {
4039                 cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4040
4041                 if (flags & UPDATE_TG)
4042                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
4043         }
4044 }
4045
4046 /*
4047  * Synchronize entity load avg of dequeued entity without locking
4048  * the previous rq.
4049  */
4050 static void sync_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4051 {
4052         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4053         u64 last_update_time;
4054
4055         last_update_time = cfs_rq_last_update_time(cfs_rq);
4056         __update_load_avg_blocked_se(last_update_time, se);
4057 }
4058
4059 /*
4060  * Task first catches up with cfs_rq, and then subtract
4061  * itself from the cfs_rq (task must be off the queue now).
4062  */
4063 static void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se)
4064 {
4065         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4066         unsigned long flags;
4067
4068         /*
4069          * tasks cannot exit without having gone through wake_up_new_task() ->
4070          * enqueue_task_fair() which will have added things to the cfs_rq,
4071          * so we can remove unconditionally.
4072          */
4073
4074         sync_entity_load_avg(se);
4075
4076         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4077         ++cfs_rq->removed.nr;
4078         cfs_rq->removed.util_avg        += se->avg.util_avg;
4079         cfs_rq->removed.load_avg        += se->avg.load_avg;
4080         cfs_rq->removed.runnable_avg    += se->avg.runnable_avg;
4081         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_rq->removed.lock, flags);
4082 }
4083
4084 static inline unsigned long cfs_rq_runnable_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4085 {
4086         return cfs_rq->avg.runnable_avg;
4087 }
4088
4089 static inline unsigned long cfs_rq_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq)
4090 {
4091         return cfs_rq->avg.load_avg;
4092 }
4093
4094 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf);
4095
4096 static inline unsigned long task_util(struct task_struct *p)
4097 {
4098         return READ_ONCE(p->se.avg.util_avg);
4099 }
4100
4101 static inline unsigned long _task_util_est(struct task_struct *p)
4102 {
4103         struct util_est ue = READ_ONCE(p->se.avg.util_est);
4104
4105         return max(ue.ewma, (ue.enqueued & ~UTIL_AVG_UNCHANGED));
4106 }
4107
4108 static inline unsigned long task_util_est(struct task_struct *p)
4109 {
4110         return max(task_util(p), _task_util_est(p));
4111 }
4112
4113 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
4114 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
4115 {
4116         return clamp(task_util_est(p),
4117                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MIN),
4118                      uclamp_eff_value(p, UCLAMP_MAX));
4119 }
4120 #else
4121 static inline unsigned long uclamp_task_util(struct task_struct *p)
4122 {
4123         return task_util_est(p);
4124 }
4125 #endif
4126
4127 static inline void util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4128                                     struct task_struct *p)
4129 {
4130         unsigned int enqueued;
4131
4132         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4133                 return;
4134
4135         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4136         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4137         enqueued += _task_util_est(p);
4138         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4139
4140         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4141 }
4142
4143 static inline void util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq,
4144                                     struct task_struct *p)
4145 {
4146         unsigned int enqueued;
4147
4148         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4149                 return;
4150
4151         /* Update root cfs_rq's estimated utilization */
4152         enqueued  = cfs_rq->avg.util_est.enqueued;
4153         enqueued -= min_t(unsigned int, enqueued, _task_util_est(p));
4154         WRITE_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued, enqueued);
4155
4156         trace_sched_util_est_cfs_tp(cfs_rq);
4157 }
4158
4159 #define UTIL_EST_MARGIN (SCHED_CAPACITY_SCALE / 100)
4160
4161 /*
4162  * Check if a (signed) value is within a specified (unsigned) margin,
4163  * based on the observation that:
4164  *
4165  *     abs(x) < y := (unsigned)(x + y - 1) < (2 * y - 1)
4166  *
4167  * NOTE: this only works when value + margin < INT_MAX.
4168  */
4169 static inline bool within_margin(int value, int margin)
4170 {
4171         return ((unsigned int)(value + margin - 1) < (2 * margin - 1));
4172 }
4173
4174 static inline void util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq,
4175                                    struct task_struct *p,
4176                                    bool task_sleep)
4177 {
4178         long last_ewma_diff, last_enqueued_diff;
4179         struct util_est ue;
4180
4181         if (!sched_feat(UTIL_EST))
4182                 return;
4183
4184         /*
4185          * Skip update of task's estimated utilization when the task has not
4186          * yet completed an activation, e.g. being migrated.
4187          */
4188         if (!task_sleep)
4189                 return;
4190
4191         /*
4192          * If the PELT values haven't changed since enqueue time,
4193          * skip the util_est update.
4194          */
4195         ue = p->se.avg.util_est;
4196         if (ue.enqueued & UTIL_AVG_UNCHANGED)
4197                 return;
4198
4199         last_enqueued_diff = ue.enqueued;
4200
4201         /*
4202          * Reset EWMA on utilization increases, the moving average is used only
4203          * to smooth utilization decreases.
4204          */
4205         ue.enqueued = task_util(p);
4206         if (sched_feat(UTIL_EST_FASTUP)) {
4207                 if (ue.ewma < ue.enqueued) {
4208                         ue.ewma = ue.enqueued;
4209                         goto done;
4210                 }
4211         }
4212
4213         /*
4214          * Skip update of task's estimated utilization when its members are
4215          * already ~1% close to its last activation value.
4216          */
4217         last_ewma_diff = ue.enqueued - ue.ewma;
4218         last_enqueued_diff -= ue.enqueued;
4219         if (within_margin(last_ewma_diff, UTIL_EST_MARGIN)) {
4220                 if (!within_margin(last_enqueued_diff, UTIL_EST_MARGIN))
4221                         goto done;
4222
4223                 return;
4224         }
4225
4226         /*
4227          * To avoid overestimation of actual task utilization, skip updates if
4228          * we cannot grant there is idle time in this CPU.
4229          */
4230         if (task_util(p) > capacity_orig_of(cpu_of(rq_of(cfs_rq))))
4231                 return;
4232
4233         /*
4234          * Update Task's estimated utilization
4235          *
4236          * When *p completes an activation we can consolidate another sample
4237          * of the task size. This is done by storing the current PELT value
4238          * as ue.enqueued and by using this value to update the Exponential
4239          * Weighted Moving Average (EWMA):
4240          *
4241          *  ewma(t) = w *  task_util(p) + (1-w) * ewma(t-1)
4242          *          = w *  task_util(p) +         ewma(t-1)  - w * ewma(t-1)
4243          *          = w * (task_util(p) -         ewma(t-1)) +     ewma(t-1)
4244          *          = w * (      last_ewma_diff            ) +     ewma(t-1)
4245          *          = w * (last_ewma_diff  +  ewma(t-1) / w)
4246          *
4247          * Where 'w' is the weight of new samples, which is configured to be
4248          * 0.25, thus making w=1/4 ( >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT)
4249          */
4250         ue.ewma <<= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4251         ue.ewma  += last_ewma_diff;
4252         ue.ewma >>= UTIL_EST_WEIGHT_SHIFT;
4253 done:
4254         ue.enqueued |= UTIL_AVG_UNCHANGED;
4255         WRITE_ONCE(p->se.avg.util_est, ue);
4256
4257         trace_sched_util_est_se_tp(&p->se);
4258 }
4259
4260 static inline int task_fits_capacity(struct task_struct *p,
4261                                      unsigned long capacity)
4262 {
4263         return fits_capacity(uclamp_task_util(p), capacity);
4264 }
4265
4266 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq)
4267 {
4268         if (!sched_asym_cpucap_active())
4269                 return;
4270
4271         if (!p || p->nr_cpus_allowed == 1) {
4272                 rq->misfit_task_load = 0;
4273                 return;
4274         }
4275
4276         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(cpu_of(rq)))) {
4277                 rq->misfit_task_load = 0;
4278                 return;
4279         }
4280
4281         /*
4282          * Make sure that misfit_task_load will not be null even if
4283          * task_h_load() returns 0.
4284          */
4285         rq->misfit_task_load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
4286 }
4287
4288 #else /* CONFIG_SMP */
4289
4290 static inline bool cfs_rq_is_decayed(struct cfs_rq *cfs_rq)
4291 {
4292         return true;
4293 }
4294
4295 #define UPDATE_TG       0x0
4296 #define SKIP_AGE_LOAD   0x0
4297 #define DO_ATTACH       0x0
4298 #define DO_DETACH       0x0
4299
4300 static inline void update_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int not_used1)
4301 {
4302         cfs_rq_util_change(cfs_rq, 0);
4303 }
4304
4305 static inline void remove_entity_load_avg(struct sched_entity *se) {}
4306
4307 static inline void
4308 attach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4309 static inline void
4310 detach_entity_load_avg(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se) {}
4311
4312 static inline int newidle_balance(struct rq *rq, struct rq_flags *rf)
4313 {
4314         return 0;
4315 }
4316
4317 static inline void
4318 util_est_enqueue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4319
4320 static inline void
4321 util_est_dequeue(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p) {}
4322
4323 static inline void
4324 util_est_update(struct cfs_rq *cfs_rq, struct task_struct *p,
4325                 bool task_sleep) {}
4326 static inline void update_misfit_status(struct task_struct *p, struct rq *rq) {}
4327
4328 #endif /* CONFIG_SMP */
4329
4330 static void check_spread(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4331 {
4332 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
4333         s64 d = se->vruntime - cfs_rq->min_vruntime;
4334
4335         if (d < 0)
4336                 d = -d;
4337
4338         if (d > 3*sysctl_sched_latency)
4339                 schedstat_inc(cfs_rq->nr_spread_over);
4340 #endif
4341 }
4342
4343 static void
4344 place_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int initial)
4345 {
4346         u64 vruntime = cfs_rq->min_vruntime;
4347
4348         /*
4349          * The 'current' period is already promised to the current tasks,
4350          * however the extra weight of the new task will slow them down a
4351          * little, place the new task so that it fits in the slot that
4352          * stays open at the end.
4353          */
4354         if (initial && sched_feat(START_DEBIT))
4355                 vruntime += sched_vslice(cfs_rq, se);
4356
4357         /* sleeps up to a single latency don't count. */
4358         if (!initial) {
4359                 unsigned long thresh;
4360
4361                 if (se_is_idle(se))
4362                         thresh = sysctl_sched_min_granularity;
4363                 else
4364                         thresh = sysctl_sched_latency;
4365
4366                 /*
4367                  * Halve their sleep time's effect, to allow
4368                  * for a gentler effect of sleepers:
4369                  */
4370                 if (sched_feat(GENTLE_FAIR_SLEEPERS))
4371                         thresh >>= 1;
4372
4373                 vruntime -= thresh;
4374         }
4375
4376         /* ensure we never gain time by being placed backwards. */
4377         se->vruntime = max_vruntime(se->vruntime, vruntime);
4378 }
4379
4380 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq);
4381
4382 static inline bool cfs_bandwidth_used(void);
4383
4384 /*
4385  * MIGRATION
4386  *
4387  *      dequeue
4388  *        update_curr()
4389  *          update_min_vruntime()
4390  *        vruntime -= min_vruntime
4391  *
4392  *      enqueue
4393  *        update_curr()
4394  *          update_min_vruntime()
4395  *        vruntime += min_vruntime
4396  *
4397  * this way the vruntime transition between RQs is done when both
4398  * min_vruntime are up-to-date.
4399  *
4400  * WAKEUP (remote)
4401  *
4402  *      ->migrate_task_rq_fair() (p->state == TASK_WAKING)
4403  *        vruntime -= min_vruntime
4404  *
4405  *      enqueue
4406  *        update_curr()
4407  *          update_min_vruntime()
4408  *        vruntime += min_vruntime
4409  *
4410  * this way we don't have the most up-to-date min_vruntime on the originating
4411  * CPU and an up-to-date min_vruntime on the destination CPU.
4412  */
4413
4414 static void
4415 enqueue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4416 {
4417         bool renorm = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP) || (flags & ENQUEUE_MIGRATED);
4418         bool curr = cfs_rq->curr == se;
4419
4420         /*
4421          * If we're the current task, we must renormalise before calling
4422          * update_curr().
4423          */
4424         if (renorm && curr)
4425                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4426
4427         update_curr(cfs_rq);
4428
4429         /*
4430          * Otherwise, renormalise after, such that we're placed at the current
4431          * moment in time, instead of some random moment in the past. Being
4432          * placed in the past could significantly boost this task to the
4433          * fairness detriment of existing tasks.
4434          */
4435         if (renorm && !curr)
4436                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
4437
4438         /*
4439          * When enqueuing a sched_entity, we must:
4440          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4441          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
4442          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
4443          *   - For group_entity, update its weight to reflect the new share of
4444          *     its group cfs_rq
4445          *   - Add its new weight to cfs_rq->load.weight
4446          */
4447         update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG | DO_ATTACH);
4448         se_update_runnable(se);
4449         update_cfs_group(se);
4450         account_entity_enqueue(cfs_rq, se);
4451
4452         if (flags & ENQUEUE_WAKEUP)
4453                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
4454
4455         check_schedstat_required();
4456         update_stats_enqueue_fair(cfs_rq, se, flags);
4457         check_spread(cfs_rq, se);
4458         if (!curr)
4459                 __enqueue_entity(cfs_rq, se);
4460         se->on_rq = 1;
4461
4462         if (cfs_rq->nr_running == 1) {
4463                 check_enqueue_throttle(cfs_rq);
4464                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
4465                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4466         }
4467 }
4468
4469 static void __clear_buddies_last(struct sched_entity *se)
4470 {
4471         for_each_sched_entity(se) {
4472                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4473                 if (cfs_rq->last != se)
4474                         break;
4475
4476                 cfs_rq->last = NULL;
4477         }
4478 }
4479
4480 static void __clear_buddies_next(struct sched_entity *se)
4481 {
4482         for_each_sched_entity(se) {
4483                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4484                 if (cfs_rq->next != se)
4485                         break;
4486
4487                 cfs_rq->next = NULL;
4488         }
4489 }
4490
4491 static void __clear_buddies_skip(struct sched_entity *se)
4492 {
4493         for_each_sched_entity(se) {
4494                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
4495                 if (cfs_rq->skip != se)
4496                         break;
4497
4498                 cfs_rq->skip = NULL;
4499         }
4500 }
4501
4502 static void clear_buddies(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4503 {
4504         if (cfs_rq->last == se)
4505                 __clear_buddies_last(se);
4506
4507         if (cfs_rq->next == se)
4508                 __clear_buddies_next(se);
4509
4510         if (cfs_rq->skip == se)
4511                 __clear_buddies_skip(se);
4512 }
4513
4514 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4515
4516 static void
4517 dequeue_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se, int flags)
4518 {
4519         int action = UPDATE_TG;
4520
4521         if (entity_is_task(se) && task_on_rq_migrating(task_of(se)))
4522                 action |= DO_DETACH;
4523
4524         /*
4525          * Update run-time statistics of the 'current'.
4526          */
4527         update_curr(cfs_rq);
4528
4529         /*
4530          * When dequeuing a sched_entity, we must:
4531          *   - Update loads to have both entity and cfs_rq synced with now.
4532          *   - For group_entity, update its runnable_weight to reflect the new
4533          *     h_nr_running of its group cfs_rq.
4534          *   - Subtract its previous weight from cfs_rq->load.weight.
4535          *   - For group entity, update its weight to reflect the new share
4536          *     of its group cfs_rq.
4537          */
4538         update_load_avg(cfs_rq, se, action);
4539         se_update_runnable(se);
4540
4541         update_stats_dequeue_fair(cfs_rq, se, flags);
4542
4543         clear_buddies(cfs_rq, se);
4544
4545         if (se != cfs_rq->curr)
4546                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4547         se->on_rq = 0;
4548         account_entity_dequeue(cfs_rq, se);
4549
4550         /*
4551          * Normalize after update_curr(); which will also have moved
4552          * min_vruntime if @se is the one holding it back. But before doing
4553          * update_min_vruntime() again, which will discount @se's position and
4554          * can move min_vruntime forward still more.
4555          */
4556         if (!(flags & DEQUEUE_SLEEP))
4557                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
4558
4559         /* return excess runtime on last dequeue */
4560         return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4561
4562         update_cfs_group(se);
4563
4564         /*
4565          * Now advance min_vruntime if @se was the entity holding it back,
4566          * except when: DEQUEUE_SAVE && !DEQUEUE_MOVE, in this case we'll be
4567          * put back on, and if we advance min_vruntime, we'll be placed back
4568          * further than we started -- ie. we'll be penalized.
4569          */
4570         if ((flags & (DEQUEUE_SAVE | DEQUEUE_MOVE)) != DEQUEUE_SAVE)
4571                 update_min_vruntime(cfs_rq);
4572
4573         if (cfs_rq->nr_running == 0)
4574                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
4575 }
4576
4577 /*
4578  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
4579  */
4580 static void
4581 check_preempt_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4582 {
4583         unsigned long ideal_runtime, delta_exec;
4584         struct sched_entity *se;
4585         s64 delta;
4586
4587         ideal_runtime = sched_slice(cfs_rq, curr);
4588         delta_exec = curr->sum_exec_runtime - curr->prev_sum_exec_runtime;
4589         if (delta_exec > ideal_runtime) {
4590                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4591                 /*
4592                  * The current task ran long enough, ensure it doesn't get
4593                  * re-elected due to buddy favours.
4594                  */
4595                 clear_buddies(cfs_rq, curr);
4596                 return;
4597         }
4598
4599         /*
4600          * Ensure that a task that missed wakeup preemption by a
4601          * narrow margin doesn't have to wait for a full slice.
4602          * This also mitigates buddy induced latencies under load.
4603          */
4604         if (delta_exec < sysctl_sched_min_granularity)
4605                 return;
4606
4607         se = __pick_first_entity(cfs_rq);
4608         delta = curr->vruntime - se->vruntime;
4609
4610         if (delta < 0)
4611                 return;
4612
4613         if (delta > ideal_runtime)
4614                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4615 }
4616
4617 static void
4618 set_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *se)
4619 {
4620         clear_buddies(cfs_rq, se);
4621
4622         /* 'current' is not kept within the tree. */
4623         if (se->on_rq) {
4624                 /*
4625                  * Any task has to be enqueued before it get to execute on
4626                  * a CPU. So account for the time it spent waiting on the
4627                  * runqueue.
4628                  */
4629                 update_stats_wait_end_fair(cfs_rq, se);
4630                 __dequeue_entity(cfs_rq, se);
4631                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
4632         }
4633
4634         update_stats_curr_start(cfs_rq, se);
4635         cfs_rq->curr = se;
4636
4637         /*
4638          * Track our maximum slice length, if the CPU's load is at
4639          * least twice that of our own weight (i.e. dont track it
4640          * when there are only lesser-weight tasks around):
4641          */
4642         if (schedstat_enabled() &&
4643             rq_of(cfs_rq)->cfs.load.weight >= 2*se->load.weight) {
4644                 struct sched_statistics *stats;
4645
4646                 stats = __schedstats_from_se(se);
4647                 __schedstat_set(stats->slice_max,
4648                                 max((u64)stats->slice_max,
4649                                     se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime));
4650         }
4651
4652         se->prev_sum_exec_runtime = se->sum_exec_runtime;
4653 }
4654
4655 static int
4656 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se);
4657
4658 /*
4659  * Pick the next process, keeping these things in mind, in this order:
4660  * 1) keep things fair between processes/task groups
4661  * 2) pick the "next" process, since someone really wants that to run
4662  * 3) pick the "last" process, for cache locality
4663  * 4) do not run the "skip" process, if something else is available
4664  */
4665 static struct sched_entity *
4666 pick_next_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr)
4667 {
4668         struct sched_entity *left = __pick_first_entity(cfs_rq);
4669         struct sched_entity *se;
4670
4671         /*
4672          * If curr is set we have to see if its left of the leftmost entity
4673          * still in the tree, provided there was anything in the tree at all.
4674          */
4675         if (!left || (curr && entity_before(curr, left)))
4676                 left = curr;
4677
4678         se = left; /* ideally we run the leftmost entity */
4679
4680         /*
4681          * Avoid running the skip buddy, if running something else can
4682          * be done without getting too unfair.
4683          */
4684         if (cfs_rq->skip && cfs_rq->skip == se) {
4685                 struct sched_entity *second;
4686
4687                 if (se == curr) {
4688                         second = __pick_first_entity(cfs_rq);
4689                 } else {
4690                         second = __pick_next_entity(se);
4691                         if (!second || (curr && entity_before(curr, second)))
4692                                 second = curr;
4693                 }
4694
4695                 if (second && wakeup_preempt_entity(second, left) < 1)
4696                         se = second;
4697         }
4698
4699         if (cfs_rq->next && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->next, left) < 1) {
4700                 /*
4701                  * Someone really wants this to run. If it's not unfair, run it.
4702                  */
4703                 se = cfs_rq->next;
4704         } else if (cfs_rq->last && wakeup_preempt_entity(cfs_rq->last, left) < 1) {
4705                 /*
4706                  * Prefer last buddy, try to return the CPU to a preempted task.
4707                  */
4708                 se = cfs_rq->last;
4709         }
4710
4711         return se;
4712 }
4713
4714 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq);
4715
4716 static void put_prev_entity(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *prev)
4717 {
4718         /*
4719          * If still on the runqueue then deactivate_task()
4720          * was not called and update_curr() has to be done:
4721          */
4722         if (prev->on_rq)
4723                 update_curr(cfs_rq);
4724
4725         /* throttle cfs_rqs exceeding runtime */
4726         check_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
4727
4728         check_spread(cfs_rq, prev);
4729
4730         if (prev->on_rq) {
4731                 update_stats_wait_start_fair(cfs_rq, prev);
4732                 /* Put 'current' back into the tree. */
4733                 __enqueue_entity(cfs_rq, prev);
4734                 /* in !on_rq case, update occurred at dequeue */
4735                 update_load_avg(cfs_rq, prev, 0);
4736         }
4737         cfs_rq->curr = NULL;
4738 }
4739
4740 static void
4741 entity_tick(struct cfs_rq *cfs_rq, struct sched_entity *curr, int queued)
4742 {
4743         /*
4744          * Update run-time statistics of the 'current'.
4745          */
4746         update_curr(cfs_rq);
4747
4748         /*
4749          * Ensure that runnable average is periodically updated.
4750          */
4751         update_load_avg(cfs_rq, curr, UPDATE_TG);
4752         update_cfs_group(curr);
4753
4754 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
4755         /*
4756          * queued ticks are scheduled to match the slice, so don't bother
4757          * validating it and just reschedule.
4758          */
4759         if (queued) {
4760                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4761                 return;
4762         }
4763         /*
4764          * don't let the period tick interfere with the hrtick preemption
4765          */
4766         if (!sched_feat(DOUBLE_TICK) &&
4767                         hrtimer_active(&rq_of(cfs_rq)->hrtick_timer))
4768                 return;
4769 #endif
4770
4771         if (cfs_rq->nr_running > 1)
4772                 check_preempt_tick(cfs_rq, curr);
4773 }
4774
4775
4776 /**************************************************
4777  * CFS bandwidth control machinery
4778  */
4779
4780 #ifdef CONFIG_CFS_BANDWIDTH
4781
4782 #ifdef CONFIG_JUMP_LABEL
4783 static struct static_key __cfs_bandwidth_used;
4784
4785 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
4786 {
4787         return static_key_false(&__cfs_bandwidth_used);
4788 }
4789
4790 void cfs_bandwidth_usage_inc(void)
4791 {
4792         static_key_slow_inc_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4793 }
4794
4795 void cfs_bandwidth_usage_dec(void)
4796 {
4797         static_key_slow_dec_cpuslocked(&__cfs_bandwidth_used);
4798 }
4799 #else /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4800 static bool cfs_bandwidth_used(void)
4801 {
4802         return true;
4803 }
4804
4805 void cfs_bandwidth_usage_inc(void) {}
4806 void cfs_bandwidth_usage_dec(void) {}
4807 #endif /* CONFIG_JUMP_LABEL */
4808
4809 /*
4810  * default period for cfs group bandwidth.
4811  * default: 0.1s, units: nanoseconds
4812  */
4813 static inline u64 default_cfs_period(void)
4814 {
4815         return 100000000ULL;
4816 }
4817
4818 static inline u64 sched_cfs_bandwidth_slice(void)
4819 {
4820         return (u64)sysctl_sched_cfs_bandwidth_slice * NSEC_PER_USEC;
4821 }
4822
4823 /*
4824  * Replenish runtime according to assigned quota. We use sched_clock_cpu
4825  * directly instead of rq->clock to avoid adding additional synchronization
4826  * around rq->lock.
4827  *
4828  * requires cfs_b->lock
4829  */
4830 void __refill_cfs_bandwidth_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
4831 {
4832         s64 runtime;
4833
4834         if (unlikely(cfs_b->quota == RUNTIME_INF))
4835                 return;
4836
4837         cfs_b->runtime += cfs_b->quota;
4838         runtime = cfs_b->runtime_snap - cfs_b->runtime;
4839         if (runtime > 0) {
4840                 cfs_b->burst_time += runtime;
4841                 cfs_b->nr_burst++;
4842         }
4843
4844         cfs_b->runtime = min(cfs_b->runtime, cfs_b->quota + cfs_b->burst);
4845         cfs_b->runtime_snap = cfs_b->runtime;
4846 }
4847
4848 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
4849 {
4850         return &tg->cfs_bandwidth;
4851 }
4852
4853 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4854 static int __assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b,
4855                                    struct cfs_rq *cfs_rq, u64 target_runtime)
4856 {
4857         u64 min_amount, amount = 0;
4858
4859         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
4860
4861         /* note: this is a positive sum as runtime_remaining <= 0 */
4862         min_amount = target_runtime - cfs_rq->runtime_remaining;
4863
4864         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
4865                 amount = min_amount;
4866         else {
4867                 start_cfs_bandwidth(cfs_b);
4868
4869                 if (cfs_b->runtime > 0) {
4870                         amount = min(cfs_b->runtime, min_amount);
4871                         cfs_b->runtime -= amount;
4872                         cfs_b->idle = 0;
4873                 }
4874         }
4875
4876         cfs_rq->runtime_remaining += amount;
4877
4878         return cfs_rq->runtime_remaining > 0;
4879 }
4880
4881 /* returns 0 on failure to allocate runtime */
4882 static int assign_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
4883 {
4884         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4885         int ret;
4886
4887         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4888         ret = __assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, sched_cfs_bandwidth_slice());
4889         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
4890
4891         return ret;
4892 }
4893
4894 static void __account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4895 {
4896         /* dock delta_exec before expiring quota (as it could span periods) */
4897         cfs_rq->runtime_remaining -= delta_exec;
4898
4899         if (likely(cfs_rq->runtime_remaining > 0))
4900                 return;
4901
4902         if (cfs_rq->throttled)
4903                 return;
4904         /*
4905          * if we're unable to extend our runtime we resched so that the active
4906          * hierarchy can be throttled
4907          */
4908         if (!assign_cfs_rq_runtime(cfs_rq) && likely(cfs_rq->curr))
4909                 resched_curr(rq_of(cfs_rq));
4910 }
4911
4912 static __always_inline
4913 void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec)
4914 {
4915         if (!cfs_bandwidth_used() || !cfs_rq->runtime_enabled)
4916                 return;
4917
4918         __account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, delta_exec);
4919 }
4920
4921 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
4922 {
4923         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttled;
4924 }
4925
4926 /* check whether cfs_rq, or any parent, is throttled */
4927 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
4928 {
4929         return cfs_bandwidth_used() && cfs_rq->throttle_count;
4930 }
4931
4932 /*
4933  * Ensure that neither of the group entities corresponding to src_cpu or
4934  * dest_cpu are members of a throttled hierarchy when performing group
4935  * load-balance operations.
4936  */
4937 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
4938                                     int src_cpu, int dest_cpu)
4939 {
4940         struct cfs_rq *src_cfs_rq, *dest_cfs_rq;
4941
4942         src_cfs_rq = tg->cfs_rq[src_cpu];
4943         dest_cfs_rq = tg->cfs_rq[dest_cpu];
4944
4945         return throttled_hierarchy(src_cfs_rq) ||
4946                throttled_hierarchy(dest_cfs_rq);
4947 }
4948
4949 static int tg_unthrottle_up(struct task_group *tg, void *data)
4950 {
4951         struct rq *rq = data;
4952         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4953
4954         cfs_rq->throttle_count--;
4955         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4956                 cfs_rq->throttled_clock_pelt_time += rq_clock_pelt(rq) -
4957                                              cfs_rq->throttled_clock_pelt;
4958
4959                 /* Add cfs_rq with load or one or more already running entities to the list */
4960                 if (!cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
4961                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4962         }
4963
4964         return 0;
4965 }
4966
4967 static int tg_throttle_down(struct task_group *tg, void *data)
4968 {
4969         struct rq *rq = data;
4970         struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
4971
4972         /* group is entering throttled state, stop time */
4973         if (!cfs_rq->throttle_count) {
4974                 cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(rq);
4975                 list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
4976         }
4977         cfs_rq->throttle_count++;
4978
4979         return 0;
4980 }
4981
4982 static bool throttle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
4983 {
4984         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
4985         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
4986         struct sched_entity *se;
4987         long task_delta, idle_task_delta, dequeue = 1;
4988
4989         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
4990         /* This will start the period timer if necessary */
4991         if (__assign_cfs_rq_runtime(cfs_b, cfs_rq, 1)) {
4992                 /*
4993                  * We have raced with bandwidth becoming available, and if we
4994                  * actually throttled the timer might not unthrottle us for an
4995                  * entire period. We additionally needed to make sure that any
4996                  * subsequent check_cfs_rq_runtime calls agree not to throttle
4997                  * us, as we may commit to do cfs put_prev+pick_next, so we ask
4998                  * for 1ns of runtime rather than just check cfs_b.
4999                  */
5000                 dequeue = 0;
5001         } else {
5002                 list_add_tail_rcu(&cfs_rq->throttled_list,
5003                                   &cfs_b->throttled_cfs_rq);
5004         }
5005         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5006
5007         if (!dequeue)
5008                 return false;  /* Throttle no longer required. */
5009
5010         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq_of(cfs_rq))];
5011
5012         /* freeze hierarchy runnable averages while throttled */
5013         rcu_read_lock();
5014         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_throttle_down, tg_nop, (void *)rq);
5015         rcu_read_unlock();
5016
5017         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5018         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5019         for_each_sched_entity(se) {
5020                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5021                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5022                 if (!se->on_rq)
5023                         goto done;
5024
5025                 dequeue_entity(qcfs_rq, se, DEQUEUE_SLEEP);
5026
5027                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5028                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5029
5030                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5031                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5032
5033                 if (qcfs_rq->load.weight) {
5034                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5035                         se = parent_entity(se);
5036                         break;
5037                 }
5038         }
5039
5040         for_each_sched_entity(se) {
5041                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5042                 /* throttled entity or throttle-on-deactivate */
5043                 if (!se->on_rq)
5044                         goto done;
5045
5046                 update_load_avg(qcfs_rq, se, 0);
5047                 se_update_runnable(se);
5048
5049                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5050                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5051
5052                 qcfs_rq->h_nr_running -= task_delta;
5053                 qcfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_task_delta;
5054         }
5055
5056         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5057         sub_nr_running(rq, task_delta);
5058
5059 done:
5060         /*
5061          * Note: distribution will already see us throttled via the
5062          * throttled-list.  rq->lock protects completion.
5063          */
5064         cfs_rq->throttled = 1;
5065         cfs_rq->throttled_clock = rq_clock(rq);
5066         return true;
5067 }
5068
5069 void unthrottle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5070 {
5071         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5072         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5073         struct sched_entity *se;
5074         long task_delta, idle_task_delta;
5075
5076         se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
5077
5078         cfs_rq->throttled = 0;
5079
5080         update_rq_clock(rq);
5081
5082         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5083         cfs_b->throttled_time += rq_clock(rq) - cfs_rq->throttled_clock;
5084         list_del_rcu(&cfs_rq->throttled_list);
5085         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5086
5087         /* update hierarchical throttle state */
5088         walk_tg_tree_from(cfs_rq->tg, tg_nop, tg_unthrottle_up, (void *)rq);
5089
5090         if (!cfs_rq->load.weight) {
5091                 if (!cfs_rq->on_list)
5092                         return;
5093                 /*
5094                  * Nothing to run but something to decay (on_list)?
5095                  * Complete the branch.
5096                  */
5097                 for_each_sched_entity(se) {
5098                         if (list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq_of(se)))
5099                                 break;
5100                 }
5101                 goto unthrottle_throttle;
5102         }
5103
5104         task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5105         idle_task_delta = cfs_rq->idle_h_nr_running;
5106         for_each_sched_entity(se) {
5107                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5108
5109                 if (se->on_rq)
5110                         break;
5111                 enqueue_entity(qcfs_rq, se, ENQUEUE_WAKEUP);
5112
5113                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5114                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5115
5116                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5117                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5118
5119                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5120                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5121                         goto unthrottle_throttle;
5122         }
5123
5124         for_each_sched_entity(se) {
5125                 struct cfs_rq *qcfs_rq = cfs_rq_of(se);
5126
5127                 update_load_avg(qcfs_rq, se, UPDATE_TG);
5128                 se_update_runnable(se);
5129
5130                 if (cfs_rq_is_idle(group_cfs_rq(se)))
5131                         idle_task_delta = cfs_rq->h_nr_running;
5132
5133                 qcfs_rq->h_nr_running += task_delta;
5134                 qcfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
5135
5136                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5137                 if (cfs_rq_throttled(qcfs_rq))
5138                         goto unthrottle_throttle;
5139         }
5140
5141         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5142         add_nr_running(rq, task_delta);
5143
5144 unthrottle_throttle:
5145         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5146
5147         /* Determine whether we need to wake up potentially idle CPU: */
5148         if (rq->curr == rq->idle && rq->cfs.nr_running)
5149                 resched_curr(rq);
5150 }
5151
5152 static void distribute_cfs_runtime(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5153 {
5154         struct cfs_rq *cfs_rq;
5155         u64 runtime, remaining = 1;
5156
5157         rcu_read_lock();
5158         list_for_each_entry_rcu(cfs_rq, &cfs_b->throttled_cfs_rq,
5159                                 throttled_list) {
5160                 struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
5161                 struct rq_flags rf;
5162
5163                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
5164                 if (!cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5165                         goto next;
5166
5167                 /* By the above check, this should never be true */
5168                 SCHED_WARN_ON(cfs_rq->runtime_remaining > 0);
5169
5170                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5171                 runtime = -cfs_rq->runtime_remaining + 1;
5172                 if (runtime > cfs_b->runtime)
5173                         runtime = cfs_b->runtime;
5174                 cfs_b->runtime -= runtime;
5175                 remaining = cfs_b->runtime;
5176                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5177
5178                 cfs_rq->runtime_remaining += runtime;
5179
5180                 /* we check whether we're throttled above */
5181                 if (cfs_rq->runtime_remaining > 0)
5182                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5183
5184 next:
5185                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
5186
5187                 if (!remaining)
5188                         break;
5189         }
5190         rcu_read_unlock();
5191 }
5192
5193 /*
5194  * Responsible for refilling a task_group's bandwidth and unthrottling its
5195  * cfs_rqs as appropriate. If there has been no activity within the last
5196  * period the timer is deactivated until scheduling resumes; cfs_b->idle is
5197  * used to track this state.
5198  */
5199 static int do_sched_cfs_period_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b, int overrun, unsigned long flags)
5200 {
5201         int throttled;
5202
5203         /* no need to continue the timer with no bandwidth constraint */
5204         if (cfs_b->quota == RUNTIME_INF)
5205                 goto out_deactivate;
5206
5207         throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5208         cfs_b->nr_periods += overrun;
5209
5210         /* Refill extra burst quota even if cfs_b->idle */
5211         __refill_cfs_bandwidth_runtime(cfs_b);
5212
5213         /*
5214          * idle depends on !throttled (for the case of a large deficit), and if
5215          * we're going inactive then everything else can be deferred
5216          */
5217         if (cfs_b->idle && !throttled)
5218                 goto out_deactivate;
5219
5220         if (!throttled) {
5221                 /* mark as potentially idle for the upcoming period */
5222                 cfs_b->idle = 1;
5223                 return 0;
5224         }
5225
5226         /* account preceding periods in which throttling occurred */
5227         cfs_b->nr_throttled += overrun;
5228
5229         /*
5230          * This check is repeated as we release cfs_b->lock while we unthrottle.
5231          */
5232         while (throttled && cfs_b->runtime > 0) {
5233                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5234                 /* we can't nest cfs_b->lock while distributing bandwidth */
5235                 distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5236                 raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5237
5238                 throttled = !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5239         }
5240
5241         /*
5242          * While we are ensured activity in the period following an
5243          * unthrottle, this also covers the case in which the new bandwidth is
5244          * insufficient to cover the existing bandwidth deficit.  (Forcing the
5245          * timer to remain active while there are any throttled entities.)
5246          */
5247         cfs_b->idle = 0;
5248
5249         return 0;
5250
5251 out_deactivate:
5252         return 1;
5253 }
5254
5255 /* a cfs_rq won't donate quota below this amount */
5256 static const u64 min_cfs_rq_runtime = 1 * NSEC_PER_MSEC;
5257 /* minimum remaining period time to redistribute slack quota */
5258 static const u64 min_bandwidth_expiration = 2 * NSEC_PER_MSEC;
5259 /* how long we wait to gather additional slack before distributing */
5260 static const u64 cfs_bandwidth_slack_period = 5 * NSEC_PER_MSEC;
5261
5262 /*
5263  * Are we near the end of the current quota period?
5264  *
5265  * Requires cfs_b->lock for hrtimer_expires_remaining to be safe against the
5266  * hrtimer base being cleared by hrtimer_start. In the case of
5267  * migrate_hrtimers, base is never cleared, so we are fine.
5268  */
5269 static int runtime_refresh_within(struct cfs_bandwidth *cfs_b, u64 min_expire)
5270 {
5271         struct hrtimer *refresh_timer = &cfs_b->period_timer;
5272         s64 remaining;
5273
5274         /* if the call-back is running a quota refresh is already occurring */
5275         if (hrtimer_callback_running(refresh_timer))
5276                 return 1;
5277
5278         /* is a quota refresh about to occur? */
5279         remaining = ktime_to_ns(hrtimer_expires_remaining(refresh_timer));
5280         if (remaining < (s64)min_expire)
5281                 return 1;
5282
5283         return 0;
5284 }
5285
5286 static void start_cfs_slack_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5287 {
5288         u64 min_left = cfs_bandwidth_slack_period + min_bandwidth_expiration;
5289
5290         /* if there's a quota refresh soon don't bother with slack */
5291         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_left))
5292                 return;
5293
5294         /* don't push forwards an existing deferred unthrottle */
5295         if (cfs_b->slack_started)
5296                 return;
5297         cfs_b->slack_started = true;
5298
5299         hrtimer_start(&cfs_b->slack_timer,
5300                         ns_to_ktime(cfs_bandwidth_slack_period),
5301                         HRTIMER_MODE_REL);
5302 }
5303
5304 /* we know any runtime found here is valid as update_curr() precedes return */
5305 static void __return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5306 {
5307         struct cfs_bandwidth *cfs_b = tg_cfs_bandwidth(cfs_rq->tg);
5308         s64 slack_runtime = cfs_rq->runtime_remaining - min_cfs_rq_runtime;
5309
5310         if (slack_runtime <= 0)
5311                 return;
5312
5313         raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5314         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF) {
5315                 cfs_b->runtime += slack_runtime;
5316
5317                 /* we are under rq->lock, defer unthrottling using a timer */
5318                 if (cfs_b->runtime > sched_cfs_bandwidth_slice() &&
5319                     !list_empty(&cfs_b->throttled_cfs_rq))
5320                         start_cfs_slack_bandwidth(cfs_b);
5321         }
5322         raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5323
5324         /* even if it's not valid for return we don't want to try again */
5325         cfs_rq->runtime_remaining -= slack_runtime;
5326 }
5327
5328 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5329 {
5330         if (!cfs_bandwidth_used())
5331                 return;
5332
5333         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->nr_running)
5334                 return;
5335
5336         __return_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
5337 }
5338
5339 /*
5340  * This is done with a timer (instead of inline with bandwidth return) since
5341  * it's necessary to juggle rq->locks to unthrottle their respective cfs_rqs.
5342  */
5343 static void do_sched_cfs_slack_timer(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5344 {
5345         u64 runtime = 0, slice = sched_cfs_bandwidth_slice();
5346         unsigned long flags;
5347
5348         /* confirm we're still not at a refresh boundary */
5349         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5350         cfs_b->slack_started = false;
5351
5352         if (runtime_refresh_within(cfs_b, min_bandwidth_expiration)) {
5353                 raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5354                 return;
5355         }
5356
5357         if (cfs_b->quota != RUNTIME_INF && cfs_b->runtime > slice)
5358                 runtime = cfs_b->runtime;
5359
5360         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5361
5362         if (!runtime)
5363                 return;
5364
5365         distribute_cfs_runtime(cfs_b);
5366 }
5367
5368 /*
5369  * When a group wakes up we want to make sure that its quota is not already
5370  * expired/exceeded, otherwise it may be allowed to steal additional ticks of
5371  * runtime as update_curr() throttling can not trigger until it's on-rq.
5372  */
5373 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq)
5374 {
5375         if (!cfs_bandwidth_used())
5376                 return;
5377
5378         /* an active group must be handled by the update_curr()->put() path */
5379         if (!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->curr)
5380                 return;
5381
5382         /* ensure the group is not already throttled */
5383         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5384                 return;
5385
5386         /* update runtime allocation */
5387         account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
5388         if (cfs_rq->runtime_remaining <= 0)
5389                 throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5390 }
5391
5392 static void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu)
5393 {
5394         struct cfs_rq *pcfs_rq, *cfs_rq;
5395
5396         if (!cfs_bandwidth_used())
5397                 return;
5398
5399         if (!tg->parent)
5400                 return;
5401
5402         cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu];
5403         pcfs_rq = tg->parent->cfs_rq[cpu];
5404
5405         cfs_rq->throttle_count = pcfs_rq->throttle_count;
5406         cfs_rq->throttled_clock_pelt = rq_clock_pelt(cpu_rq(cpu));
5407 }
5408
5409 /* conditionally throttle active cfs_rq's from put_prev_entity() */
5410 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5411 {
5412         if (!cfs_bandwidth_used())
5413                 return false;
5414
5415         if (likely(!cfs_rq->runtime_enabled || cfs_rq->runtime_remaining > 0))
5416                 return false;
5417
5418         /*
5419          * it's possible for a throttled entity to be forced into a running
5420          * state (e.g. set_curr_task), in this case we're finished.
5421          */
5422         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5423                 return true;
5424
5425         return throttle_cfs_rq(cfs_rq);
5426 }
5427
5428 static enum hrtimer_restart sched_cfs_slack_timer(struct hrtimer *timer)
5429 {
5430         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5431                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, slack_timer);
5432
5433         do_sched_cfs_slack_timer(cfs_b);
5434
5435         return HRTIMER_NORESTART;
5436 }
5437
5438 extern const u64 max_cfs_quota_period;
5439
5440 static enum hrtimer_restart sched_cfs_period_timer(struct hrtimer *timer)
5441 {
5442         struct cfs_bandwidth *cfs_b =
5443                 container_of(timer, struct cfs_bandwidth, period_timer);
5444         unsigned long flags;
5445         int overrun;
5446         int idle = 0;
5447         int count = 0;
5448
5449         raw_spin_lock_irqsave(&cfs_b->lock, flags);
5450         for (;;) {
5451                 overrun = hrtimer_forward_now(timer, cfs_b->period);
5452                 if (!overrun)
5453                         break;
5454
5455                 idle = do_sched_cfs_period_timer(cfs_b, overrun, flags);
5456
5457                 if (++count > 3) {
5458                         u64 new, old = ktime_to_ns(cfs_b->period);
5459
5460                         /*
5461                          * Grow period by a factor of 2 to avoid losing precision.
5462                          * Precision loss in the quota/period ratio can cause __cfs_schedulable
5463                          * to fail.
5464                          */
5465                         new = old * 2;
5466                         if (new < max_cfs_quota_period) {
5467                                 cfs_b->period = ns_to_ktime(new);
5468                                 cfs_b->quota *= 2;
5469                                 cfs_b->burst *= 2;
5470
5471                                 pr_warn_ratelimited(
5472         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, scaling up (new cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5473                                         smp_processor_id(),
5474                                         div_u64(new, NSEC_PER_USEC),
5475                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5476                         } else {
5477                                 pr_warn_ratelimited(
5478         "cfs_period_timer[cpu%d]: period too short, but cannot scale up without losing precision (cfs_period_us = %lld, cfs_quota_us = %lld)\n",
5479                                         smp_processor_id(),
5480                                         div_u64(old, NSEC_PER_USEC),
5481                                         div_u64(cfs_b->quota, NSEC_PER_USEC));
5482                         }
5483
5484                         /* reset count so we don't come right back in here */
5485                         count = 0;
5486                 }
5487         }
5488         if (idle)
5489                 cfs_b->period_active = 0;
5490         raw_spin_unlock_irqrestore(&cfs_b->lock, flags);
5491
5492         return idle ? HRTIMER_NORESTART : HRTIMER_RESTART;
5493 }
5494
5495 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5496 {
5497         raw_spin_lock_init(&cfs_b->lock);
5498         cfs_b->runtime = 0;
5499         cfs_b->quota = RUNTIME_INF;
5500         cfs_b->period = ns_to_ktime(default_cfs_period());
5501         cfs_b->burst = 0;
5502
5503         INIT_LIST_HEAD(&cfs_b->throttled_cfs_rq);
5504         hrtimer_init(&cfs_b->period_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5505         cfs_b->period_timer.function = sched_cfs_period_timer;
5506         hrtimer_init(&cfs_b->slack_timer, CLOCK_MONOTONIC, HRTIMER_MODE_REL);
5507         cfs_b->slack_timer.function = sched_cfs_slack_timer;
5508         cfs_b->slack_started = false;
5509 }
5510
5511 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq)
5512 {
5513         cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5514         INIT_LIST_HEAD(&cfs_rq->throttled_list);
5515 }
5516
5517 void start_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5518 {
5519         lockdep_assert_held(&cfs_b->lock);
5520
5521         if (cfs_b->period_active)
5522                 return;
5523
5524         cfs_b->period_active = 1;
5525         hrtimer_forward_now(&cfs_b->period_timer, cfs_b->period);
5526         hrtimer_start_expires(&cfs_b->period_timer, HRTIMER_MODE_ABS_PINNED);
5527 }
5528
5529 static void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b)
5530 {
5531         /* init_cfs_bandwidth() was not called */
5532         if (!cfs_b->throttled_cfs_rq.next)
5533                 return;
5534
5535         hrtimer_cancel(&cfs_b->period_timer);
5536         hrtimer_cancel(&cfs_b->slack_timer);
5537 }
5538
5539 /*
5540  * Both these CPU hotplug callbacks race against unregister_fair_sched_group()
5541  *
5542  * The race is harmless, since modifying bandwidth settings of unhooked group
5543  * bits doesn't do much.
5544  */
5545
5546 /* cpu online callback */
5547 static void __maybe_unused update_runtime_enabled(struct rq *rq)
5548 {
5549         struct task_group *tg;
5550
5551         lockdep_assert_rq_held(rq);
5552
5553         rcu_read_lock();
5554         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5555                 struct cfs_bandwidth *cfs_b = &tg->cfs_bandwidth;
5556                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5557
5558                 raw_spin_lock(&cfs_b->lock);
5559                 cfs_rq->runtime_enabled = cfs_b->quota != RUNTIME_INF;
5560                 raw_spin_unlock(&cfs_b->lock);
5561         }
5562         rcu_read_unlock();
5563 }
5564
5565 /* cpu offline callback */
5566 static void __maybe_unused unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq)
5567 {
5568         struct task_group *tg;
5569
5570         lockdep_assert_rq_held(rq);
5571
5572         rcu_read_lock();
5573         list_for_each_entry_rcu(tg, &task_groups, list) {
5574                 struct cfs_rq *cfs_rq = tg->cfs_rq[cpu_of(rq)];
5575
5576                 if (!cfs_rq->runtime_enabled)
5577                         continue;
5578
5579                 /*
5580                  * clock_task is not advancing so we just need to make sure
5581                  * there's some valid quota amount
5582                  */
5583                 cfs_rq->runtime_remaining = 1;
5584                 /*
5585                  * Offline rq is schedulable till CPU is completely disabled
5586                  * in take_cpu_down(), so we prevent new cfs throttling here.
5587                  */
5588                 cfs_rq->runtime_enabled = 0;
5589
5590                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5591                         unthrottle_cfs_rq(cfs_rq);
5592         }
5593         rcu_read_unlock();
5594 }
5595
5596 #else /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5597
5598 static inline bool cfs_bandwidth_used(void)
5599 {
5600         return false;
5601 }
5602
5603 static void account_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq, u64 delta_exec) {}
5604 static bool check_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
5605 static void check_enqueue_throttle(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5606 static inline void sync_throttle(struct task_group *tg, int cpu) {}
5607 static __always_inline void return_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5608
5609 static inline int cfs_rq_throttled(struct cfs_rq *cfs_rq)
5610 {
5611         return 0;
5612 }
5613
5614 static inline int throttled_hierarchy(struct cfs_rq *cfs_rq)
5615 {
5616         return 0;
5617 }
5618
5619 static inline int throttled_lb_pair(struct task_group *tg,
5620                                     int src_cpu, int dest_cpu)
5621 {
5622         return 0;
5623 }
5624
5625 void init_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5626
5627 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
5628 static void init_cfs_rq_runtime(struct cfs_rq *cfs_rq) {}
5629 #endif
5630
5631 static inline struct cfs_bandwidth *tg_cfs_bandwidth(struct task_group *tg)
5632 {
5633         return NULL;
5634 }
5635 static inline void destroy_cfs_bandwidth(struct cfs_bandwidth *cfs_b) {}
5636 static inline void update_runtime_enabled(struct rq *rq) {}
5637 static inline void unthrottle_offline_cfs_rqs(struct rq *rq) {}
5638
5639 #endif /* CONFIG_CFS_BANDWIDTH */
5640
5641 /**************************************************
5642  * CFS operations on tasks:
5643  */
5644
5645 #ifdef CONFIG_SCHED_HRTICK
5646 static void hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5647 {
5648         struct sched_entity *se = &p->se;
5649         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5650
5651         SCHED_WARN_ON(task_rq(p) != rq);
5652
5653         if (rq->cfs.h_nr_running > 1) {
5654                 u64 slice = sched_slice(cfs_rq, se);
5655                 u64 ran = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
5656                 s64 delta = slice - ran;
5657
5658                 if (delta < 0) {
5659                         if (task_current(rq, p))
5660                                 resched_curr(rq);
5661                         return;
5662                 }
5663                 hrtick_start(rq, delta);
5664         }
5665 }
5666
5667 /*
5668  * called from enqueue/dequeue and updates the hrtick when the
5669  * current task is from our class and nr_running is low enough
5670  * to matter.
5671  */
5672 static void hrtick_update(struct rq *rq)
5673 {
5674         struct task_struct *curr = rq->curr;
5675
5676         if (!hrtick_enabled_fair(rq) || curr->sched_class != &fair_sched_class)
5677                 return;
5678
5679         if (cfs_rq_of(&curr->se)->nr_running < sched_nr_latency)
5680                 hrtick_start_fair(rq, curr);
5681 }
5682 #else /* !CONFIG_SCHED_HRTICK */
5683 static inline void
5684 hrtick_start_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5685 {
5686 }
5687
5688 static inline void hrtick_update(struct rq *rq)
5689 {
5690 }
5691 #endif
5692
5693 #ifdef CONFIG_SMP
5694 static inline bool cpu_overutilized(int cpu)
5695 {
5696         return !fits_capacity(cpu_util_cfs(cpu), capacity_of(cpu));
5697 }
5698
5699 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq)
5700 {
5701         if (!READ_ONCE(rq->rd->overutilized) && cpu_overutilized(rq->cpu)) {
5702                 WRITE_ONCE(rq->rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
5703                 trace_sched_overutilized_tp(rq->rd, SG_OVERUTILIZED);
5704         }
5705 }
5706 #else
5707 static inline void update_overutilized_status(struct rq *rq) { }
5708 #endif
5709
5710 /* Runqueue only has SCHED_IDLE tasks enqueued */
5711 static int sched_idle_rq(struct rq *rq)
5712 {
5713         return unlikely(rq->nr_running == rq->cfs.idle_h_nr_running &&
5714                         rq->nr_running);
5715 }
5716
5717 /*
5718  * Returns true if cfs_rq only has SCHED_IDLE entities enqueued. Note the use
5719  * of idle_nr_running, which does not consider idle descendants of normal
5720  * entities.
5721  */
5722 static bool sched_idle_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
5723 {
5724         return cfs_rq->nr_running &&
5725                 cfs_rq->nr_running == cfs_rq->idle_nr_running;
5726 }
5727
5728 #ifdef CONFIG_SMP
5729 static int sched_idle_cpu(int cpu)
5730 {
5731         return sched_idle_rq(cpu_rq(cpu));
5732 }
5733 #endif
5734
5735 /*
5736  * The enqueue_task method is called before nr_running is
5737  * increased. Here we update the fair scheduling stats and
5738  * then put the task into the rbtree:
5739  */
5740 static void
5741 enqueue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5742 {
5743         struct cfs_rq *cfs_rq;
5744         struct sched_entity *se = &p->se;
5745         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5746         int task_new = !(flags & ENQUEUE_WAKEUP);
5747
5748         /*
5749          * The code below (indirectly) updates schedutil which looks at
5750          * the cfs_rq utilization to select a frequency.
5751          * Let's add the task's estimated utilization to the cfs_rq's
5752          * estimated utilization, before we update schedutil.
5753          */
5754         util_est_enqueue(&rq->cfs, p);
5755
5756         /*
5757          * If in_iowait is set, the code below may not trigger any cpufreq
5758          * utilization updates, so do it here explicitly with the IOWAIT flag
5759          * passed.
5760          */
5761         if (p->in_iowait)
5762                 cpufreq_update_util(rq, SCHED_CPUFREQ_IOWAIT);
5763
5764         for_each_sched_entity(se) {
5765                 if (se->on_rq)
5766                         break;
5767                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5768                 enqueue_entity(cfs_rq, se, flags);
5769
5770                 cfs_rq->h_nr_running++;
5771                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5772
5773                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5774                         idle_h_nr_running = 1;
5775
5776                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5777                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5778                         goto enqueue_throttle;
5779
5780                 flags = ENQUEUE_WAKEUP;
5781         }
5782
5783         for_each_sched_entity(se) {
5784                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5785
5786                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5787                 se_update_runnable(se);
5788                 update_cfs_group(se);
5789
5790                 cfs_rq->h_nr_running++;
5791                 cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_h_nr_running;
5792
5793                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5794                         idle_h_nr_running = 1;
5795
5796                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5797                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5798                         goto enqueue_throttle;
5799         }
5800
5801         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5802         add_nr_running(rq, 1);
5803
5804         /*
5805          * Since new tasks are assigned an initial util_avg equal to
5806          * half of the spare capacity of their CPU, tiny tasks have the
5807          * ability to cross the overutilized threshold, which will
5808          * result in the load balancer ruining all the task placement
5809          * done by EAS. As a way to mitigate that effect, do not account
5810          * for the first enqueue operation of new tasks during the
5811          * overutilized flag detection.
5812          *
5813          * A better way of solving this problem would be to wait for
5814          * the PELT signals of tasks to converge before taking them
5815          * into account, but that is not straightforward to implement,
5816          * and the following generally works well enough in practice.
5817          */
5818         if (!task_new)
5819                 update_overutilized_status(rq);
5820
5821 enqueue_throttle:
5822         assert_list_leaf_cfs_rq(rq);
5823
5824         hrtick_update(rq);
5825 }
5826
5827 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se);
5828
5829 /*
5830  * The dequeue_task method is called before nr_running is
5831  * decreased. We remove the task from the rbtree and
5832  * update the fair scheduling stats:
5833  */
5834 static void dequeue_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int flags)
5835 {
5836         struct cfs_rq *cfs_rq;
5837         struct sched_entity *se = &p->se;
5838         int task_sleep = flags & DEQUEUE_SLEEP;
5839         int idle_h_nr_running = task_has_idle_policy(p);
5840         bool was_sched_idle = sched_idle_rq(rq);
5841
5842         util_est_dequeue(&rq->cfs, p);
5843
5844         for_each_sched_entity(se) {
5845                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5846                 dequeue_entity(cfs_rq, se, flags);
5847
5848                 cfs_rq->h_nr_running--;
5849                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5850
5851                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5852                         idle_h_nr_running = 1;
5853
5854                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5855                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5856                         goto dequeue_throttle;
5857
5858                 /* Don't dequeue parent if it has other entities besides us */
5859                 if (cfs_rq->load.weight) {
5860                         /* Avoid re-evaluating load for this entity: */
5861                         se = parent_entity(se);
5862                         /*
5863                          * Bias pick_next to pick a task from this cfs_rq, as
5864                          * p is sleeping when it is within its sched_slice.
5865                          */
5866                         if (task_sleep && se && !throttled_hierarchy(cfs_rq))
5867                                 set_next_buddy(se);
5868                         break;
5869                 }
5870                 flags |= DEQUEUE_SLEEP;
5871         }
5872
5873         for_each_sched_entity(se) {
5874                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
5875
5876                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
5877                 se_update_runnable(se);
5878                 update_cfs_group(se);
5879
5880                 cfs_rq->h_nr_running--;
5881                 cfs_rq->idle_h_nr_running -= idle_h_nr_running;
5882
5883                 if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
5884                         idle_h_nr_running = 1;
5885
5886                 /* end evaluation on encountering a throttled cfs_rq */
5887                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
5888                         goto dequeue_throttle;
5889
5890         }
5891
5892         /* At this point se is NULL and we are at root level*/
5893         sub_nr_running(rq, 1);
5894
5895         /* balance early to pull high priority tasks */
5896         if (unlikely(!was_sched_idle && sched_idle_rq(rq)))
5897                 rq->next_balance = jiffies;
5898
5899 dequeue_throttle:
5900         util_est_update(&rq->cfs, p, task_sleep);
5901         hrtick_update(rq);
5902 }
5903
5904 #ifdef CONFIG_SMP
5905
5906 /* Working cpumask for: load_balance, load_balance_newidle. */
5907 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, load_balance_mask);
5908 static DEFINE_PER_CPU(cpumask_var_t, select_rq_mask);
5909
5910 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
5911
5912 static struct {
5913         cpumask_var_t idle_cpus_mask;
5914         atomic_t nr_cpus;
5915         int has_blocked;                /* Idle CPUS has blocked load */
5916         int needs_update;               /* Newly idle CPUs need their next_balance collated */
5917         unsigned long next_balance;     /* in jiffy units */
5918         unsigned long next_blocked;     /* Next update of blocked load in jiffies */
5919 } nohz ____cacheline_aligned;
5920
5921 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
5922
5923 static unsigned long cpu_load(struct rq *rq)
5924 {
5925         return cfs_rq_load_avg(&rq->cfs);
5926 }
5927
5928 /*
5929  * cpu_load_without - compute CPU load without any contributions from *p
5930  * @cpu: the CPU which load is requested
5931  * @p: the task which load should be discounted
5932  *
5933  * The load of a CPU is defined by the load of tasks currently enqueued on that
5934  * CPU as well as tasks which are currently sleeping after an execution on that
5935  * CPU.
5936  *
5937  * This method returns the load of the specified CPU by discounting the load of
5938  * the specified task, whenever the task is currently contributing to the CPU
5939  * load.
5940  */
5941 static unsigned long cpu_load_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5942 {
5943         struct cfs_rq *cfs_rq;
5944         unsigned int load;
5945
5946         /* Task has no contribution or is new */
5947         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5948                 return cpu_load(rq);
5949
5950         cfs_rq = &rq->cfs;
5951         load = READ_ONCE(cfs_rq->avg.load_avg);
5952
5953         /* Discount task's util from CPU's util */
5954         lsub_positive(&load, task_h_load(p));
5955
5956         return load;
5957 }
5958
5959 static unsigned long cpu_runnable(struct rq *rq)
5960 {
5961         return cfs_rq_runnable_avg(&rq->cfs);
5962 }
5963
5964 static unsigned long cpu_runnable_without(struct rq *rq, struct task_struct *p)
5965 {
5966         struct cfs_rq *cfs_rq;
5967         unsigned int runnable;
5968
5969         /* Task has no contribution or is new */
5970         if (cpu_of(rq) != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
5971                 return cpu_runnable(rq);
5972
5973         cfs_rq = &rq->cfs;
5974         runnable = READ_ONCE(cfs_rq->avg.runnable_avg);
5975
5976         /* Discount task's runnable from CPU's runnable */
5977         lsub_positive(&runnable, p->se.avg.runnable_avg);
5978
5979         return runnable;
5980 }
5981
5982 static unsigned long capacity_of(int cpu)
5983 {
5984         return cpu_rq(cpu)->cpu_capacity;
5985 }
5986
5987 static void record_wakee(struct task_struct *p)
5988 {
5989         /*
5990          * Only decay a single time; tasks that have less then 1 wakeup per
5991          * jiffy will not have built up many flips.
5992          */
5993         if (time_after(jiffies, current->wakee_flip_decay_ts + HZ)) {
5994                 current->wakee_flips >>= 1;
5995                 current->wakee_flip_decay_ts = jiffies;
5996         }
5997
5998         if (current->last_wakee != p) {
5999                 current->last_wakee = p;
6000                 current->wakee_flips++;
6001         }
6002 }
6003
6004 /*
6005  * Detect M:N waker/wakee relationships via a switching-frequency heuristic.
6006  *
6007  * A waker of many should wake a different task than the one last awakened
6008  * at a frequency roughly N times higher than one of its wakees.
6009  *
6010  * In order to determine whether we should let the load spread vs consolidating
6011  * to shared cache, we look for a minimum 'flip' frequency of llc_size in one
6012  * partner, and a factor of lls_size higher frequency in the other.
6013  *
6014  * With both conditions met, we can be relatively sure that the relationship is
6015  * non-monogamous, with partner count exceeding socket size.
6016  *
6017  * Waker/wakee being client/server, worker/dispatcher, interrupt source or
6018  * whatever is irrelevant, spread criteria is apparent partner count exceeds
6019  * socket size.
6020  */
6021 static int wake_wide(struct task_struct *p)
6022 {
6023         unsigned int master = current->wakee_flips;
6024         unsigned int slave = p->wakee_flips;
6025         int factor = __this_cpu_read(sd_llc_size);
6026
6027         if (master < slave)
6028                 swap(master, slave);
6029         if (slave < factor || master < slave * factor)
6030                 return 0;
6031         return 1;
6032 }
6033
6034 /*
6035  * The purpose of wake_affine() is to quickly determine on which CPU we can run
6036  * soonest. For the purpose of speed we only consider the waking and previous
6037  * CPU.
6038  *
6039  * wake_affine_idle() - only considers 'now', it check if the waking CPU is
6040  *                      cache-affine and is (or will be) idle.
6041  *
6042  * wake_affine_weight() - considers the weight to reflect the average
6043  *                        scheduling latency of the CPUs. This seems to work
6044  *                        for the overloaded case.
6045  */
6046 static int
6047 wake_affine_idle(int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6048 {
6049         /*
6050          * If this_cpu is idle, it implies the wakeup is from interrupt
6051          * context. Only allow the move if cache is shared. Otherwise an
6052          * interrupt intensive workload could force all tasks onto one
6053          * node depending on the IO topology or IRQ affinity settings.
6054          *
6055          * If the prev_cpu is idle and cache affine then avoid a migration.
6056          * There is no guarantee that the cache hot data from an interrupt
6057          * is more important than cache hot data on the prev_cpu and from
6058          * a cpufreq perspective, it's better to have higher utilisation
6059          * on one CPU.
6060          */
6061         if (available_idle_cpu(this_cpu) && cpus_share_cache(this_cpu, prev_cpu))
6062                 return available_idle_cpu(prev_cpu) ? prev_cpu : this_cpu;
6063
6064         if (sync && cpu_rq(this_cpu)->nr_running == 1)
6065                 return this_cpu;
6066
6067         if (available_idle_cpu(prev_cpu))
6068                 return prev_cpu;
6069
6070         return nr_cpumask_bits;
6071 }
6072
6073 static int
6074 wake_affine_weight(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6075                    int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6076 {
6077         s64 this_eff_load, prev_eff_load;
6078         unsigned long task_load;
6079
6080         this_eff_load = cpu_load(cpu_rq(this_cpu));
6081
6082         if (sync) {
6083                 unsigned long current_load = task_h_load(current);
6084
6085                 if (current_load > this_eff_load)
6086                         return this_cpu;
6087
6088                 this_eff_load -= current_load;
6089         }
6090
6091         task_load = task_h_load(p);
6092
6093         this_eff_load += task_load;
6094         if (sched_feat(WA_BIAS))
6095                 this_eff_load *= 100;
6096         this_eff_load *= capacity_of(prev_cpu);
6097
6098         prev_eff_load = cpu_load(cpu_rq(prev_cpu));
6099         prev_eff_load -= task_load;
6100         if (sched_feat(WA_BIAS))
6101                 prev_eff_load *= 100 + (sd->imbalance_pct - 100) / 2;
6102         prev_eff_load *= capacity_of(this_cpu);
6103
6104         /*
6105          * If sync, adjust the weight of prev_eff_load such that if
6106          * prev_eff == this_eff that select_idle_sibling() will consider
6107          * stacking the wakee on top of the waker if no other CPU is
6108          * idle.
6109          */
6110         if (sync)
6111                 prev_eff_load += 1;
6112
6113         return this_eff_load < prev_eff_load ? this_cpu : nr_cpumask_bits;
6114 }
6115
6116 static int wake_affine(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6117                        int this_cpu, int prev_cpu, int sync)
6118 {
6119         int target = nr_cpumask_bits;
6120
6121         if (sched_feat(WA_IDLE))
6122                 target = wake_affine_idle(this_cpu, prev_cpu, sync);
6123
6124         if (sched_feat(WA_WEIGHT) && target == nr_cpumask_bits)
6125                 target = wake_affine_weight(sd, p, this_cpu, prev_cpu, sync);
6126
6127         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine_attempts);
6128         if (target == nr_cpumask_bits)
6129                 return prev_cpu;
6130
6131         schedstat_inc(sd->ttwu_move_affine);
6132         schedstat_inc(p->stats.nr_wakeups_affine);
6133         return target;
6134 }
6135
6136 static struct sched_group *
6137 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu);
6138
6139 /*
6140  * find_idlest_group_cpu - find the idlest CPU among the CPUs in the group.
6141  */
6142 static int
6143 find_idlest_group_cpu(struct sched_group *group, struct task_struct *p, int this_cpu)
6144 {
6145         unsigned long load, min_load = ULONG_MAX;
6146         unsigned int min_exit_latency = UINT_MAX;
6147         u64 latest_idle_timestamp = 0;
6148         int least_loaded_cpu = this_cpu;
6149         int shallowest_idle_cpu = -1;
6150         int i;
6151
6152         /* Check if we have any choice: */
6153         if (group->group_weight == 1)
6154                 return cpumask_first(sched_group_span(group));
6155
6156         /* Traverse only the allowed CPUs */
6157         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), p->cpus_ptr) {
6158                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
6159
6160                 if (!sched_core_cookie_match(rq, p))
6161                         continue;
6162
6163                 if (sched_idle_cpu(i))
6164                         return i;
6165
6166                 if (available_idle_cpu(i)) {
6167                         struct cpuidle_state *idle = idle_get_state(rq);
6168                         if (idle && idle->exit_latency < min_exit_latency) {
6169                                 /*
6170                                  * We give priority to a CPU whose idle state
6171                                  * has the smallest exit latency irrespective
6172                                  * of any idle timestamp.
6173                                  */
6174                                 min_exit_latency = idle->exit_latency;
6175                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6176                                 shallowest_idle_cpu = i;
6177                         } else if ((!idle || idle->exit_latency == min_exit_latency) &&
6178                                    rq->idle_stamp > latest_idle_timestamp) {
6179                                 /*
6180                                  * If equal or no active idle state, then
6181                                  * the most recently idled CPU might have
6182                                  * a warmer cache.
6183                                  */
6184                                 latest_idle_timestamp = rq->idle_stamp;
6185                                 shallowest_idle_cpu = i;
6186                         }
6187                 } else if (shallowest_idle_cpu == -1) {
6188                         load = cpu_load(cpu_rq(i));
6189                         if (load < min_load) {
6190                                 min_load = load;
6191                                 least_loaded_cpu = i;
6192                         }
6193                 }
6194         }
6195
6196         return shallowest_idle_cpu != -1 ? shallowest_idle_cpu : least_loaded_cpu;
6197 }
6198
6199 static inline int find_idlest_cpu(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p,
6200                                   int cpu, int prev_cpu, int sd_flag)
6201 {
6202         int new_cpu = cpu;
6203
6204         if (!cpumask_intersects(sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr))
6205                 return prev_cpu;
6206
6207         /*
6208          * We need task's util for cpu_util_without, sync it up to
6209          * prev_cpu's last_update_time.
6210          */
6211         if (!(sd_flag & SD_BALANCE_FORK))
6212                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6213
6214         while (sd) {
6215                 struct sched_group *group;
6216                 struct sched_domain *tmp;
6217                 int weight;
6218
6219                 if (!(sd->flags & sd_flag)) {
6220                         sd = sd->child;
6221                         continue;
6222                 }
6223
6224                 group = find_idlest_group(sd, p, cpu);
6225                 if (!group) {
6226                         sd = sd->child;
6227                         continue;
6228                 }
6229
6230                 new_cpu = find_idlest_group_cpu(group, p, cpu);
6231                 if (new_cpu == cpu) {
6232                         /* Now try balancing at a lower domain level of 'cpu': */
6233                         sd = sd->child;
6234                         continue;
6235                 }
6236
6237                 /* Now try balancing at a lower domain level of 'new_cpu': */
6238                 cpu = new_cpu;
6239                 weight = sd->span_weight;
6240                 sd = NULL;
6241                 for_each_domain(cpu, tmp) {
6242                         if (weight <= tmp->span_weight)
6243                                 break;
6244                         if (tmp->flags & sd_flag)
6245                                 sd = tmp;
6246                 }
6247         }
6248
6249         return new_cpu;
6250 }
6251
6252 static inline int __select_idle_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
6253 {
6254         if ((available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu)) &&
6255             sched_cpu_cookie_match(cpu_rq(cpu), p))
6256                 return cpu;
6257
6258         return -1;
6259 }
6260
6261 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
6262 DEFINE_STATIC_KEY_FALSE(sched_smt_present);
6263 EXPORT_SYMBOL_GPL(sched_smt_present);
6264
6265 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6266 {
6267         struct sched_domain_shared *sds;
6268
6269         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6270         if (sds)
6271                 WRITE_ONCE(sds->has_idle_cores, val);
6272 }
6273
6274 static inline bool test_idle_cores(int cpu)
6275 {
6276         struct sched_domain_shared *sds;
6277
6278         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
6279         if (sds)
6280                 return READ_ONCE(sds->has_idle_cores);
6281
6282         return false;
6283 }
6284
6285 /*
6286  * Scans the local SMT mask to see if the entire core is idle, and records this
6287  * information in sd_llc_shared->has_idle_cores.
6288  *
6289  * Since SMT siblings share all cache levels, inspecting this limited remote
6290  * state should be fairly cheap.
6291  */
6292 void __update_idle_core(struct rq *rq)
6293 {
6294         int core = cpu_of(rq);
6295         int cpu;
6296
6297         rcu_read_lock();
6298         if (test_idle_cores(core))
6299                 goto unlock;
6300
6301         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6302                 if (cpu == core)
6303                         continue;
6304
6305                 if (!available_idle_cpu(cpu))
6306                         goto unlock;
6307         }
6308
6309         set_idle_cores(core, 1);
6310 unlock:
6311         rcu_read_unlock();
6312 }
6313
6314 /*
6315  * Scan the entire LLC domain for idle cores; this dynamically switches off if
6316  * there are no idle cores left in the system; tracked through
6317  * sd_llc->shared->has_idle_cores and enabled through update_idle_core() above.
6318  */
6319 static int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6320 {
6321         bool idle = true;
6322         int cpu;
6323
6324         for_each_cpu(cpu, cpu_smt_mask(core)) {
6325                 if (!available_idle_cpu(cpu)) {
6326                         idle = false;
6327                         if (*idle_cpu == -1) {
6328                                 if (sched_idle_cpu(cpu) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
6329                                         *idle_cpu = cpu;
6330                                         break;
6331                                 }
6332                                 continue;
6333                         }
6334                         break;
6335                 }
6336                 if (*idle_cpu == -1 && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6337                         *idle_cpu = cpu;
6338         }
6339
6340         if (idle)
6341                 return core;
6342
6343         cpumask_andnot(cpus, cpus, cpu_smt_mask(core));
6344         return -1;
6345 }
6346
6347 /*
6348  * Scan the local SMT mask for idle CPUs.
6349  */
6350 static int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
6351 {
6352         int cpu;
6353
6354         for_each_cpu_and(cpu, cpu_smt_mask(target), p->cpus_ptr) {
6355                 if (cpu == target)
6356                         continue;
6357                 if (available_idle_cpu(cpu) || sched_idle_cpu(cpu))
6358                         return cpu;
6359         }
6360
6361         return -1;
6362 }
6363
6364 #else /* CONFIG_SCHED_SMT */
6365
6366 static inline void set_idle_cores(int cpu, int val)
6367 {
6368 }
6369
6370 static inline bool test_idle_cores(int cpu)
6371 {
6372         return false;
6373 }
6374
6375 static inline int select_idle_core(struct task_struct *p, int core, struct cpumask *cpus, int *idle_cpu)
6376 {
6377         return __select_idle_cpu(core, p);
6378 }
6379
6380 static inline int select_idle_smt(struct task_struct *p, int target)
6381 {
6382         return -1;
6383 }
6384
6385 #endif /* CONFIG_SCHED_SMT */
6386
6387 /*
6388  * Scan the LLC domain for idle CPUs; this is dynamically regulated by
6389  * comparing the average scan cost (tracked in sd->avg_scan_cost) against the
6390  * average idle time for this rq (as found in rq->avg_idle).
6391  */
6392 static int select_idle_cpu(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, bool has_idle_core, int target)
6393 {
6394         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
6395         int i, cpu, idle_cpu = -1, nr = INT_MAX;
6396         struct sched_domain_shared *sd_share;
6397         struct rq *this_rq = this_rq();
6398         int this = smp_processor_id();
6399         struct sched_domain *this_sd = NULL;
6400         u64 time = 0;
6401
6402         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6403
6404         if (sched_feat(SIS_PROP) && !has_idle_core) {
6405                 u64 avg_cost, avg_idle, span_avg;
6406                 unsigned long now = jiffies;
6407
6408                 this_sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_llc));
6409                 if (!this_sd)
6410                         return -1;
6411
6412                 /*
6413                  * If we're busy, the assumption that the last idle period
6414                  * predicts the future is flawed; age away the remaining
6415                  * predicted idle time.
6416                  */
6417                 if (unlikely(this_rq->wake_stamp < now)) {
6418                         while (this_rq->wake_stamp < now && this_rq->wake_avg_idle) {
6419                                 this_rq->wake_stamp++;
6420                                 this_rq->wake_avg_idle >>= 1;
6421                         }
6422                 }
6423
6424                 avg_idle = this_rq->wake_avg_idle;
6425                 avg_cost = this_sd->avg_scan_cost + 1;
6426
6427                 span_avg = sd->span_weight * avg_idle;
6428                 if (span_avg > 4*avg_cost)
6429                         nr = div_u64(span_avg, avg_cost);
6430                 else
6431                         nr = 4;
6432
6433                 time = cpu_clock(this);
6434         }
6435
6436         if (sched_feat(SIS_UTIL)) {
6437                 sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, target));
6438                 if (sd_share) {
6439                         /* because !--nr is the condition to stop scan */
6440                         nr = READ_ONCE(sd_share->nr_idle_scan) + 1;
6441                         /* overloaded LLC is unlikely to have idle cpu/core */
6442                         if (nr == 1)
6443                                 return -1;
6444                 }
6445         }
6446
6447         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target + 1) {
6448                 if (has_idle_core) {
6449                         i = select_idle_core(p, cpu, cpus, &idle_cpu);
6450                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6451                                 return i;
6452
6453                 } else {
6454                         if (!--nr)
6455                                 return -1;
6456                         idle_cpu = __select_idle_cpu(cpu, p);
6457                         if ((unsigned int)idle_cpu < nr_cpumask_bits)
6458                                 break;
6459                 }
6460         }
6461
6462         if (has_idle_core)
6463                 set_idle_cores(target, false);
6464
6465         if (sched_feat(SIS_PROP) && this_sd && !has_idle_core) {
6466                 time = cpu_clock(this) - time;
6467
6468                 /*
6469                  * Account for the scan cost of wakeups against the average
6470                  * idle time.
6471                  */
6472                 this_rq->wake_avg_idle -= min(this_rq->wake_avg_idle, time);
6473
6474                 update_avg(&this_sd->avg_scan_cost, time);
6475         }
6476
6477         return idle_cpu;
6478 }
6479
6480 /*
6481  * Scan the asym_capacity domain for idle CPUs; pick the first idle one on which
6482  * the task fits. If no CPU is big enough, but there are idle ones, try to
6483  * maximize capacity.
6484  */
6485 static int
6486 select_idle_capacity(struct task_struct *p, struct sched_domain *sd, int target)
6487 {
6488         unsigned long task_util, best_cap = 0;
6489         int cpu, best_cpu = -1;
6490         struct cpumask *cpus;
6491
6492         cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
6493         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), p->cpus_ptr);
6494
6495         task_util = uclamp_task_util(p);
6496
6497         for_each_cpu_wrap(cpu, cpus, target) {
6498                 unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
6499
6500                 if (!available_idle_cpu(cpu) && !sched_idle_cpu(cpu))
6501                         continue;
6502                 if (fits_capacity(task_util, cpu_cap))
6503                         return cpu;
6504
6505                 if (cpu_cap > best_cap) {
6506                         best_cap = cpu_cap;
6507                         best_cpu = cpu;
6508                 }
6509         }
6510
6511         return best_cpu;
6512 }
6513
6514 static inline bool asym_fits_capacity(unsigned long task_util, int cpu)
6515 {
6516         if (sched_asym_cpucap_active())
6517                 return fits_capacity(task_util, capacity_of(cpu));
6518
6519         return true;
6520 }
6521
6522 /*
6523  * Try and locate an idle core/thread in the LLC cache domain.
6524  */
6525 static int select_idle_sibling(struct task_struct *p, int prev, int target)
6526 {
6527         bool has_idle_core = false;
6528         struct sched_domain *sd;
6529         unsigned long task_util;
6530         int i, recent_used_cpu;
6531
6532         /*
6533          * On asymmetric system, update task utilization because we will check
6534          * that the task fits with cpu's capacity.
6535          */
6536         if (sched_asym_cpucap_active()) {
6537                 sync_entity_load_avg(&p->se);
6538                 task_util = uclamp_task_util(p);
6539         }
6540
6541         /*
6542          * per-cpu select_rq_mask usage
6543          */
6544         lockdep_assert_irqs_disabled();
6545
6546         if ((available_idle_cpu(target) || sched_idle_cpu(target)) &&
6547             asym_fits_capacity(task_util, target))
6548                 return target;
6549
6550         /*
6551          * If the previous CPU is cache affine and idle, don't be stupid:
6552          */
6553         if (prev != target && cpus_share_cache(prev, target) &&
6554             (available_idle_cpu(prev) || sched_idle_cpu(prev)) &&
6555             asym_fits_capacity(task_util, prev))
6556                 return prev;
6557
6558         /*
6559          * Allow a per-cpu kthread to stack with the wakee if the
6560          * kworker thread and the tasks previous CPUs are the same.
6561          * The assumption is that the wakee queued work for the
6562          * per-cpu kthread that is now complete and the wakeup is
6563          * essentially a sync wakeup. An obvious example of this
6564          * pattern is IO completions.
6565          */
6566         if (is_per_cpu_kthread(current) &&
6567             in_task() &&
6568             prev == smp_processor_id() &&
6569             this_rq()->nr_running <= 1 &&
6570             asym_fits_capacity(task_util, prev)) {
6571                 return prev;
6572         }
6573
6574         /* Check a recently used CPU as a potential idle candidate: */
6575         recent_used_cpu = p->recent_used_cpu;
6576         p->recent_used_cpu = prev;
6577         if (recent_used_cpu != prev &&
6578             recent_used_cpu != target &&
6579             cpus_share_cache(recent_used_cpu, target) &&
6580             (available_idle_cpu(recent_used_cpu) || sched_idle_cpu(recent_used_cpu)) &&
6581             cpumask_test_cpu(p->recent_used_cpu, p->cpus_ptr) &&
6582             asym_fits_capacity(task_util, recent_used_cpu)) {
6583                 return recent_used_cpu;
6584         }
6585
6586         /*
6587          * For asymmetric CPU capacity systems, our domain of interest is
6588          * sd_asym_cpucapacity rather than sd_llc.
6589          */
6590         if (sched_asym_cpucap_active()) {
6591                 sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, target));
6592                 /*
6593                  * On an asymmetric CPU capacity system where an exclusive
6594                  * cpuset defines a symmetric island (i.e. one unique
6595                  * capacity_orig value through the cpuset), the key will be set
6596                  * but the CPUs within that cpuset will not have a domain with
6597                  * SD_ASYM_CPUCAPACITY. These should follow the usual symmetric
6598                  * capacity path.
6599                  */
6600                 if (sd) {
6601                         i = select_idle_capacity(p, sd, target);
6602                         return ((unsigned)i < nr_cpumask_bits) ? i : target;
6603                 }
6604         }
6605
6606         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, target));
6607         if (!sd)
6608                 return target;
6609
6610         if (sched_smt_active()) {
6611                 has_idle_core = test_idle_cores(target);
6612
6613                 if (!has_idle_core && cpus_share_cache(prev, target)) {
6614                         i = select_idle_smt(p, prev);
6615                         if ((unsigned int)i < nr_cpumask_bits)
6616                                 return i;
6617                 }
6618         }
6619
6620         i = select_idle_cpu(p, sd, has_idle_core, target);
6621         if ((unsigned)i < nr_cpumask_bits)
6622                 return i;
6623
6624         return target;
6625 }
6626
6627 /*
6628  * Predicts what cpu_util(@cpu) would return if @p was removed from @cpu
6629  * (@dst_cpu = -1) or migrated to @dst_cpu.
6630  */
6631 static unsigned long cpu_util_next(int cpu, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6632 {
6633         struct cfs_rq *cfs_rq = &cpu_rq(cpu)->cfs;
6634         unsigned long util = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_avg);
6635
6636         /*
6637          * If @dst_cpu is -1 or @p migrates from @cpu to @dst_cpu remove its
6638          * contribution. If @p migrates from another CPU to @cpu add its
6639          * contribution. In all the other cases @cpu is not impacted by the
6640          * migration so its util_avg is already correct.
6641          */
6642         if (task_cpu(p) == cpu && dst_cpu != cpu)
6643                 lsub_positive(&util, task_util(p));
6644         else if (task_cpu(p) != cpu && dst_cpu == cpu)
6645                 util += task_util(p);
6646
6647         if (sched_feat(UTIL_EST)) {
6648                 unsigned long util_est;
6649
6650                 util_est = READ_ONCE(cfs_rq->avg.util_est.enqueued);
6651
6652                 /*
6653                  * During wake-up @p isn't enqueued yet and doesn't contribute
6654                  * to any cpu_rq(cpu)->cfs.avg.util_est.enqueued.
6655                  * If @dst_cpu == @cpu add it to "simulate" cpu_util after @p
6656                  * has been enqueued.
6657                  *
6658                  * During exec (@dst_cpu = -1) @p is enqueued and does
6659                  * contribute to cpu_rq(cpu)->cfs.util_est.enqueued.
6660                  * Remove it to "simulate" cpu_util without @p's contribution.
6661                  *
6662                  * Despite the task_on_rq_queued(@p) check there is still a
6663                  * small window for a possible race when an exec
6664                  * select_task_rq_fair() races with LB's detach_task().
6665                  *
6666                  *   detach_task()
6667                  *     deactivate_task()
6668                  *       p->on_rq = TASK_ON_RQ_MIGRATING;
6669                  *       -------------------------------- A
6670                  *       dequeue_task()                    \
6671                  *         dequeue_task_fair()              + Race Time
6672                  *           util_est_dequeue()            /
6673                  *       -------------------------------- B
6674                  *
6675                  * The additional check "current == p" is required to further
6676                  * reduce the race window.
6677                  */
6678                 if (dst_cpu == cpu)
6679                         util_est += _task_util_est(p);
6680                 else if (unlikely(task_on_rq_queued(p) || current == p))
6681                         lsub_positive(&util_est, _task_util_est(p));
6682
6683                 util = max(util, util_est);
6684         }
6685
6686         return min(util, capacity_orig_of(cpu));
6687 }
6688
6689 /*
6690  * cpu_util_without: compute cpu utilization without any contributions from *p
6691  * @cpu: the CPU which utilization is requested
6692  * @p: the task which utilization should be discounted
6693  *
6694  * The utilization of a CPU is defined by the utilization of tasks currently
6695  * enqueued on that CPU as well as tasks which are currently sleeping after an
6696  * execution on that CPU.
6697  *
6698  * This method returns the utilization of the specified CPU by discounting the
6699  * utilization of the specified task, whenever the task is currently
6700  * contributing to the CPU utilization.
6701  */
6702 static unsigned long cpu_util_without(int cpu, struct task_struct *p)
6703 {
6704         /* Task has no contribution or is new */
6705         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
6706                 return cpu_util_cfs(cpu);
6707
6708         return cpu_util_next(cpu, p, -1);
6709 }
6710
6711 /*
6712  * energy_env - Utilization landscape for energy estimation.
6713  * @task_busy_time: Utilization contribution by the task for which we test the
6714  *                  placement. Given by eenv_task_busy_time().
6715  * @pd_busy_time:   Utilization of the whole perf domain without the task
6716  *                  contribution. Given by eenv_pd_busy_time().
6717  * @cpu_cap:        Maximum CPU capacity for the perf domain.
6718  * @pd_cap:         Entire perf domain capacity. (pd->nr_cpus * cpu_cap).
6719  */
6720 struct energy_env {
6721         unsigned long task_busy_time;
6722         unsigned long pd_busy_time;
6723         unsigned long cpu_cap;
6724         unsigned long pd_cap;
6725 };
6726
6727 /*
6728  * Compute the task busy time for compute_energy(). This time cannot be
6729  * injected directly into effective_cpu_util() because of the IRQ scaling.
6730  * The latter only makes sense with the most recent CPUs where the task has
6731  * run.
6732  */
6733 static inline void eenv_task_busy_time(struct energy_env *eenv,
6734                                        struct task_struct *p, int prev_cpu)
6735 {
6736         unsigned long busy_time, max_cap = arch_scale_cpu_capacity(prev_cpu);
6737         unsigned long irq = cpu_util_irq(cpu_rq(prev_cpu));
6738
6739         if (unlikely(irq >= max_cap))
6740                 busy_time = max_cap;
6741         else
6742                 busy_time = scale_irq_capacity(task_util_est(p), irq, max_cap);
6743
6744         eenv->task_busy_time = busy_time;
6745 }
6746
6747 /*
6748  * Compute the perf_domain (PD) busy time for compute_energy(). Based on the
6749  * utilization for each @pd_cpus, it however doesn't take into account
6750  * clamping since the ratio (utilization / cpu_capacity) is already enough to
6751  * scale the EM reported power consumption at the (eventually clamped)
6752  * cpu_capacity.
6753  *
6754  * The contribution of the task @p for which we want to estimate the
6755  * energy cost is removed (by cpu_util_next()) and must be calculated
6756  * separately (see eenv_task_busy_time). This ensures:
6757  *
6758  *   - A stable PD utilization, no matter which CPU of that PD we want to place
6759  *     the task on.
6760  *
6761  *   - A fair comparison between CPUs as the task contribution (task_util())
6762  *     will always be the same no matter which CPU utilization we rely on
6763  *     (util_avg or util_est).
6764  *
6765  * Set @eenv busy time for the PD that spans @pd_cpus. This busy time can't
6766  * exceed @eenv->pd_cap.
6767  */
6768 static inline void eenv_pd_busy_time(struct energy_env *eenv,
6769                                      struct cpumask *pd_cpus,
6770                                      struct task_struct *p)
6771 {
6772         unsigned long busy_time = 0;
6773         int cpu;
6774
6775         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
6776                 unsigned long util = cpu_util_next(cpu, p, -1);
6777
6778                 busy_time += effective_cpu_util(cpu, util, ENERGY_UTIL, NULL);
6779         }
6780
6781         eenv->pd_busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time);
6782 }
6783
6784 /*
6785  * Compute the maximum utilization for compute_energy() when the task @p
6786  * is placed on the cpu @dst_cpu.
6787  *
6788  * Returns the maximum utilization among @eenv->cpus. This utilization can't
6789  * exceed @eenv->cpu_cap.
6790  */
6791 static inline unsigned long
6792 eenv_pd_max_util(struct energy_env *eenv, struct cpumask *pd_cpus,
6793                  struct task_struct *p, int dst_cpu)
6794 {
6795         unsigned long max_util = 0;
6796         int cpu;
6797
6798         for_each_cpu(cpu, pd_cpus) {
6799                 struct task_struct *tsk = (cpu == dst_cpu) ? p : NULL;
6800                 unsigned long util = cpu_util_next(cpu, p, dst_cpu);
6801                 unsigned long cpu_util;
6802
6803                 /*
6804                  * Performance domain frequency: utilization clamping
6805                  * must be considered since it affects the selection
6806                  * of the performance domain frequency.
6807                  * NOTE: in case RT tasks are running, by default the
6808                  * FREQUENCY_UTIL's utilization can be max OPP.
6809                  */
6810                 cpu_util = effective_cpu_util(cpu, util, FREQUENCY_UTIL, tsk);
6811                 max_util = max(max_util, cpu_util);
6812         }
6813
6814         return min(max_util, eenv->cpu_cap);
6815 }
6816
6817 /*
6818  * compute_energy(): Use the Energy Model to estimate the energy that @pd would
6819  * consume for a given utilization landscape @eenv. When @dst_cpu < 0, the task
6820  * contribution is ignored.
6821  */
6822 static inline unsigned long
6823 compute_energy(struct energy_env *eenv, struct perf_domain *pd,
6824                struct cpumask *pd_cpus, struct task_struct *p, int dst_cpu)
6825 {
6826         unsigned long max_util = eenv_pd_max_util(eenv, pd_cpus, p, dst_cpu);
6827         unsigned long busy_time = eenv->pd_busy_time;
6828
6829         if (dst_cpu >= 0)
6830                 busy_time = min(eenv->pd_cap, busy_time + eenv->task_busy_time);
6831
6832         return em_cpu_energy(pd->em_pd, max_util, busy_time, eenv->cpu_cap);
6833 }
6834
6835 /*
6836  * find_energy_efficient_cpu(): Find most energy-efficient target CPU for the
6837  * waking task. find_energy_efficient_cpu() looks for the CPU with maximum
6838  * spare capacity in each performance domain and uses it as a potential
6839  * candidate to execute the task. Then, it uses the Energy Model to figure
6840  * out which of the CPU candidates is the most energy-efficient.
6841  *
6842  * The rationale for this heuristic is as follows. In a performance domain,
6843  * all the most energy efficient CPU candidates (according to the Energy
6844  * Model) are those for which we'll request a low frequency. When there are
6845  * several CPUs for which the frequency request will be the same, we don't
6846  * have enough data to break the tie between them, because the Energy Model
6847  * only includes active power costs. With this model, if we assume that
6848  * frequency requests follow utilization (e.g. using schedutil), the CPU with
6849  * the maximum spare capacity in a performance domain is guaranteed to be among
6850  * the best candidates of the performance domain.
6851  *
6852  * In practice, it could be preferable from an energy standpoint to pack
6853  * small tasks on a CPU in order to let other CPUs go in deeper idle states,
6854  * but that could also hurt our chances to go cluster idle, and we have no
6855  * ways to tell with the current Energy Model if this is actually a good
6856  * idea or not. So, find_energy_efficient_cpu() basically favors
6857  * cluster-packing, and spreading inside a cluster. That should at least be
6858  * a good thing for latency, and this is consistent with the idea that most
6859  * of the energy savings of EAS come from the asymmetry of the system, and
6860  * not so much from breaking the tie between identical CPUs. That's also the
6861  * reason why EAS is enabled in the topology code only for systems where
6862  * SD_ASYM_CPUCAPACITY is set.
6863  *
6864  * NOTE: Forkees are not accepted in the energy-aware wake-up path because
6865  * they don't have any useful utilization data yet and it's not possible to
6866  * forecast their impact on energy consumption. Consequently, they will be
6867  * placed by find_idlest_cpu() on the least loaded CPU, which might turn out
6868  * to be energy-inefficient in some use-cases. The alternative would be to
6869  * bias new tasks towards specific types of CPUs first, or to try to infer
6870  * their util_avg from the parent task, but those heuristics could hurt
6871  * other use-cases too. So, until someone finds a better way to solve this,
6872  * let's keep things simple by re-using the existing slow path.
6873  */
6874 static int find_energy_efficient_cpu(struct task_struct *p, int prev_cpu)
6875 {
6876         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
6877         unsigned long prev_delta = ULONG_MAX, best_delta = ULONG_MAX;
6878         struct root_domain *rd = this_rq()->rd;
6879         int cpu, best_energy_cpu, target = -1;
6880         struct sched_domain *sd;
6881         struct perf_domain *pd;
6882         struct energy_env eenv;
6883
6884         rcu_read_lock();
6885         pd = rcu_dereference(rd->pd);
6886         if (!pd || READ_ONCE(rd->overutilized))
6887                 goto unlock;
6888
6889         /*
6890          * Energy-aware wake-up happens on the lowest sched_domain starting
6891          * from sd_asym_cpucapacity spanning over this_cpu and prev_cpu.
6892          */
6893         sd = rcu_dereference(*this_cpu_ptr(&sd_asym_cpucapacity));
6894         while (sd && !cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(sd)))
6895                 sd = sd->parent;
6896         if (!sd)
6897                 goto unlock;
6898
6899         target = prev_cpu;
6900
6901         sync_entity_load_avg(&p->se);
6902         if (!task_util_est(p))
6903                 goto unlock;
6904
6905         eenv_task_busy_time(&eenv, p, prev_cpu);
6906
6907         for (; pd; pd = pd->next) {
6908                 unsigned long cpu_cap, cpu_thermal_cap, util;
6909                 unsigned long cur_delta, max_spare_cap = 0;
6910                 bool compute_prev_delta = false;
6911                 int max_spare_cap_cpu = -1;
6912                 unsigned long base_energy;
6913
6914                 cpumask_and(cpus, perf_domain_span(pd), cpu_online_mask);
6915
6916                 if (cpumask_empty(cpus))
6917                         continue;
6918
6919                 /* Account thermal pressure for the energy estimation */
6920                 cpu = cpumask_first(cpus);
6921                 cpu_thermal_cap = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
6922                 cpu_thermal_cap -= arch_scale_thermal_pressure(cpu);
6923
6924                 eenv.cpu_cap = cpu_thermal_cap;
6925                 eenv.pd_cap = 0;
6926
6927                 for_each_cpu(cpu, cpus) {
6928                         eenv.pd_cap += cpu_thermal_cap;
6929
6930                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, sched_domain_span(sd)))
6931                                 continue;
6932
6933                         if (!cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr))
6934                                 continue;
6935
6936                         util = cpu_util_next(cpu, p, cpu);
6937                         cpu_cap = capacity_of(cpu);
6938
6939                         /*
6940                          * Skip CPUs that cannot satisfy the capacity request.
6941                          * IOW, placing the task there would make the CPU
6942                          * overutilized. Take uclamp into account to see how
6943                          * much capacity we can get out of the CPU; this is
6944                          * aligned with sched_cpu_util().
6945                          */
6946                         util = uclamp_rq_util_with(cpu_rq(cpu), util, p);
6947                         if (!fits_capacity(util, cpu_cap))
6948                                 continue;
6949
6950                         lsub_positive(&cpu_cap, util);
6951
6952                         if (cpu == prev_cpu) {
6953                                 /* Always use prev_cpu as a candidate. */
6954                                 compute_prev_delta = true;
6955                         } else if (cpu_cap > max_spare_cap) {
6956                                 /*
6957                                  * Find the CPU with the maximum spare capacity
6958                                  * in the performance domain.
6959                                  */
6960                                 max_spare_cap = cpu_cap;
6961                                 max_spare_cap_cpu = cpu;
6962                         }
6963                 }
6964
6965                 if (max_spare_cap_cpu < 0 && !compute_prev_delta)
6966                         continue;
6967
6968                 eenv_pd_busy_time(&eenv, cpus, p);
6969                 /* Compute the 'base' energy of the pd, without @p */
6970                 base_energy = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p, -1);
6971
6972                 /* Evaluate the energy impact of using prev_cpu. */
6973                 if (compute_prev_delta) {
6974                         prev_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
6975                                                     prev_cpu);
6976                         /* CPU utilization has changed */
6977                         if (prev_delta < base_energy)
6978                                 goto unlock;
6979                         prev_delta -= base_energy;
6980                         best_delta = min(best_delta, prev_delta);
6981                 }
6982
6983                 /* Evaluate the energy impact of using max_spare_cap_cpu. */
6984                 if (max_spare_cap_cpu >= 0) {
6985                         cur_delta = compute_energy(&eenv, pd, cpus, p,
6986                                                    max_spare_cap_cpu);
6987                         /* CPU utilization has changed */
6988                         if (cur_delta < base_energy)
6989                                 goto unlock;
6990                         cur_delta -= base_energy;
6991                         if (cur_delta < best_delta) {
6992                                 best_delta = cur_delta;
6993                                 best_energy_cpu = max_spare_cap_cpu;
6994                         }
6995                 }
6996         }
6997         rcu_read_unlock();
6998
6999         if (best_delta < prev_delta)
7000                 target = best_energy_cpu;
7001
7002         return target;
7003
7004 unlock:
7005         rcu_read_unlock();
7006
7007         return target;
7008 }
7009
7010 /*
7011  * select_task_rq_fair: Select target runqueue for the waking task in domains
7012  * that have the relevant SD flag set. In practice, this is SD_BALANCE_WAKE,
7013  * SD_BALANCE_FORK, or SD_BALANCE_EXEC.
7014  *
7015  * Balances load by selecting the idlest CPU in the idlest group, or under
7016  * certain conditions an idle sibling CPU if the domain has SD_WAKE_AFFINE set.
7017  *
7018  * Returns the target CPU number.
7019  */
7020 static int
7021 select_task_rq_fair(struct task_struct *p, int prev_cpu, int wake_flags)
7022 {
7023         int sync = (wake_flags & WF_SYNC) && !(current->flags & PF_EXITING);
7024         struct sched_domain *tmp, *sd = NULL;
7025         int cpu = smp_processor_id();
7026         int new_cpu = prev_cpu;
7027         int want_affine = 0;
7028         /* SD_flags and WF_flags share the first nibble */
7029         int sd_flag = wake_flags & 0xF;
7030
7031         /*
7032          * required for stable ->cpus_allowed
7033          */
7034         lockdep_assert_held(&p->pi_lock);
7035         if (wake_flags & WF_TTWU) {
7036                 record_wakee(p);
7037
7038                 if (sched_energy_enabled()) {
7039                         new_cpu = find_energy_efficient_cpu(p, prev_cpu);
7040                         if (new_cpu >= 0)
7041                                 return new_cpu;
7042                         new_cpu = prev_cpu;
7043                 }
7044
7045                 want_affine = !wake_wide(p) && cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr);
7046         }
7047
7048         rcu_read_lock();
7049         for_each_domain(cpu, tmp) {
7050                 /*
7051                  * If both 'cpu' and 'prev_cpu' are part of this domain,
7052                  * cpu is a valid SD_WAKE_AFFINE target.
7053                  */
7054                 if (want_affine && (tmp->flags & SD_WAKE_AFFINE) &&
7055                     cpumask_test_cpu(prev_cpu, sched_domain_span(tmp))) {
7056                         if (cpu != prev_cpu)
7057                                 new_cpu = wake_affine(tmp, p, cpu, prev_cpu, sync);
7058
7059                         sd = NULL; /* Prefer wake_affine over balance flags */
7060                         break;
7061                 }
7062
7063                 /*
7064                  * Usually only true for WF_EXEC and WF_FORK, as sched_domains
7065                  * usually do not have SD_BALANCE_WAKE set. That means wakeup
7066                  * will usually go to the fast path.
7067                  */
7068                 if (tmp->flags & sd_flag)
7069                         sd = tmp;
7070                 else if (!want_affine)
7071                         break;
7072         }
7073
7074         if (unlikely(sd)) {
7075                 /* Slow path */
7076                 new_cpu = find_idlest_cpu(sd, p, cpu, prev_cpu, sd_flag);
7077         } else if (wake_flags & WF_TTWU) { /* XXX always ? */
7078                 /* Fast path */
7079                 new_cpu = select_idle_sibling(p, prev_cpu, new_cpu);
7080         }
7081         rcu_read_unlock();
7082
7083         return new_cpu;
7084 }
7085
7086 /*
7087  * Called immediately before a task is migrated to a new CPU; task_cpu(p) and
7088  * cfs_rq_of(p) references at time of call are still valid and identify the
7089  * previous CPU. The caller guarantees p->pi_lock or task_rq(p)->lock is held.
7090  */
7091 static void migrate_task_rq_fair(struct task_struct *p, int new_cpu)
7092 {
7093         struct sched_entity *se = &p->se;
7094
7095         /*
7096          * As blocked tasks retain absolute vruntime the migration needs to
7097          * deal with this by subtracting the old and adding the new
7098          * min_vruntime -- the latter is done by enqueue_entity() when placing
7099          * the task on the new runqueue.
7100          */
7101         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING) {
7102                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7103
7104                 se->vruntime -= u64_u32_load(cfs_rq->min_vruntime);
7105         }
7106
7107         if (!task_on_rq_migrating(p)) {
7108                 remove_entity_load_avg(se);
7109
7110                 /*
7111                  * Here, the task's PELT values have been updated according to
7112                  * the current rq's clock. But if that clock hasn't been
7113                  * updated in a while, a substantial idle time will be missed,
7114                  * leading to an inflation after wake-up on the new rq.
7115                  *
7116                  * Estimate the missing time from the cfs_rq last_update_time
7117                  * and update sched_avg to improve the PELT continuity after
7118                  * migration.
7119                  */
7120                 migrate_se_pelt_lag(se);
7121         }
7122
7123         /* Tell new CPU we are migrated */
7124         se->avg.last_update_time = 0;
7125
7126         /* We have migrated, no longer consider this task hot */
7127         se->exec_start = 0;
7128
7129         update_scan_period(p, new_cpu);
7130 }
7131
7132 static void task_dead_fair(struct task_struct *p)
7133 {
7134         remove_entity_load_avg(&p->se);
7135 }
7136
7137 static int
7138 balance_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7139 {
7140         if (rq->nr_running)
7141                 return 1;
7142
7143         return newidle_balance(rq, rf) != 0;
7144 }
7145 #endif /* CONFIG_SMP */
7146
7147 static unsigned long wakeup_gran(struct sched_entity *se)
7148 {
7149         unsigned long gran = sysctl_sched_wakeup_granularity;
7150
7151         /*
7152          * Since its curr running now, convert the gran from real-time
7153          * to virtual-time in his units.
7154          *
7155          * By using 'se' instead of 'curr' we penalize light tasks, so
7156          * they get preempted easier. That is, if 'se' < 'curr' then
7157          * the resulting gran will be larger, therefore penalizing the
7158          * lighter, if otoh 'se' > 'curr' then the resulting gran will
7159          * be smaller, again penalizing the lighter task.
7160          *
7161          * This is especially important for buddies when the leftmost
7162          * task is higher priority than the buddy.
7163          */
7164         return calc_delta_fair(gran, se);
7165 }
7166
7167 /*
7168  * Should 'se' preempt 'curr'.
7169  *
7170  *             |s1
7171  *        |s2
7172  *   |s3
7173  *         g
7174  *      |<--->|c
7175  *
7176  *  w(c, s1) = -1
7177  *  w(c, s2) =  0
7178  *  w(c, s3) =  1
7179  *
7180  */
7181 static int
7182 wakeup_preempt_entity(struct sched_entity *curr, struct sched_entity *se)
7183 {
7184         s64 gran, vdiff = curr->vruntime - se->vruntime;
7185
7186         if (vdiff <= 0)
7187                 return -1;
7188
7189         gran = wakeup_gran(se);
7190         if (vdiff > gran)
7191                 return 1;
7192
7193         return 0;
7194 }
7195
7196 static void set_last_buddy(struct sched_entity *se)
7197 {
7198         for_each_sched_entity(se) {
7199                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7200                         return;
7201                 if (se_is_idle(se))
7202                         return;
7203                 cfs_rq_of(se)->last = se;
7204         }
7205 }
7206
7207 static void set_next_buddy(struct sched_entity *se)
7208 {
7209         for_each_sched_entity(se) {
7210                 if (SCHED_WARN_ON(!se->on_rq))
7211                         return;
7212                 if (se_is_idle(se))
7213                         return;
7214                 cfs_rq_of(se)->next = se;
7215         }
7216 }
7217
7218 static void set_skip_buddy(struct sched_entity *se)
7219 {
7220         for_each_sched_entity(se)
7221                 cfs_rq_of(se)->skip = se;
7222 }
7223
7224 /*
7225  * Preempt the current task with a newly woken task if needed:
7226  */
7227 static void check_preempt_wakeup(struct rq *rq, struct task_struct *p, int wake_flags)
7228 {
7229         struct task_struct *curr = rq->curr;
7230         struct sched_entity *se = &curr->se, *pse = &p->se;
7231         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7232         int scale = cfs_rq->nr_running >= sched_nr_latency;
7233         int next_buddy_marked = 0;
7234         int cse_is_idle, pse_is_idle;
7235
7236         if (unlikely(se == pse))
7237                 return;
7238
7239         /*
7240          * This is possible from callers such as attach_tasks(), in which we
7241          * unconditionally check_preempt_curr() after an enqueue (which may have
7242          * lead to a throttle).  This both saves work and prevents false
7243          * next-buddy nomination below.
7244          */
7245         if (unlikely(throttled_hierarchy(cfs_rq_of(pse))))
7246                 return;
7247
7248         if (sched_feat(NEXT_BUDDY) && scale && !(wake_flags & WF_FORK)) {
7249                 set_next_buddy(pse);
7250                 next_buddy_marked = 1;
7251         }
7252
7253         /*
7254          * We can come here with TIF_NEED_RESCHED already set from new task
7255          * wake up path.
7256          *
7257          * Note: this also catches the edge-case of curr being in a throttled
7258          * group (e.g. via set_curr_task), since update_curr() (in the
7259          * enqueue of curr) will have resulted in resched being set.  This
7260          * prevents us from potentially nominating it as a false LAST_BUDDY
7261          * below.
7262          */
7263         if (test_tsk_need_resched(curr))
7264                 return;
7265
7266         /* Idle tasks are by definition preempted by non-idle tasks. */
7267         if (unlikely(task_has_idle_policy(curr)) &&
7268             likely(!task_has_idle_policy(p)))
7269                 goto preempt;
7270
7271         /*
7272          * Batch and idle tasks do not preempt non-idle tasks (their preemption
7273          * is driven by the tick):
7274          */
7275         if (unlikely(p->policy != SCHED_NORMAL) || !sched_feat(WAKEUP_PREEMPTION))
7276                 return;
7277
7278         find_matching_se(&se, &pse);
7279         WARN_ON_ONCE(!pse);
7280
7281         cse_is_idle = se_is_idle(se);
7282         pse_is_idle = se_is_idle(pse);
7283
7284         /*
7285          * Preempt an idle group in favor of a non-idle group (and don't preempt
7286          * in the inverse case).
7287          */
7288         if (cse_is_idle && !pse_is_idle)
7289                 goto preempt;
7290         if (cse_is_idle != pse_is_idle)
7291                 return;
7292
7293         update_curr(cfs_rq_of(se));
7294         if (wakeup_preempt_entity(se, pse) == 1) {
7295                 /*
7296                  * Bias pick_next to pick the sched entity that is
7297                  * triggering this preemption.
7298                  */
7299                 if (!next_buddy_marked)
7300                         set_next_buddy(pse);
7301                 goto preempt;
7302         }
7303
7304         return;
7305
7306 preempt:
7307         resched_curr(rq);
7308         /*
7309          * Only set the backward buddy when the current task is still
7310          * on the rq. This can happen when a wakeup gets interleaved
7311          * with schedule on the ->pre_schedule() or idle_balance()
7312          * point, either of which can * drop the rq lock.
7313          *
7314          * Also, during early boot the idle thread is in the fair class,
7315          * for obvious reasons its a bad idea to schedule back to it.
7316          */
7317         if (unlikely(!se->on_rq || curr == rq->idle))
7318                 return;
7319
7320         if (sched_feat(LAST_BUDDY) && scale && entity_is_task(se))
7321                 set_last_buddy(se);
7322 }
7323
7324 #ifdef CONFIG_SMP
7325 static struct task_struct *pick_task_fair(struct rq *rq)
7326 {
7327         struct sched_entity *se;
7328         struct cfs_rq *cfs_rq;
7329
7330 again:
7331         cfs_rq = &rq->cfs;
7332         if (!cfs_rq->nr_running)
7333                 return NULL;
7334
7335         do {
7336                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7337
7338                 /* When we pick for a remote RQ, we'll not have done put_prev_entity() */
7339                 if (curr) {
7340                         if (curr->on_rq)
7341                                 update_curr(cfs_rq);
7342                         else
7343                                 curr = NULL;
7344
7345                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq)))
7346                                 goto again;
7347                 }
7348
7349                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7350                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7351         } while (cfs_rq);
7352
7353         return task_of(se);
7354 }
7355 #endif
7356
7357 struct task_struct *
7358 pick_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev, struct rq_flags *rf)
7359 {
7360         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
7361         struct sched_entity *se;
7362         struct task_struct *p;
7363         int new_tasks;
7364
7365 again:
7366         if (!sched_fair_runnable(rq))
7367                 goto idle;
7368
7369 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
7370         if (!prev || prev->sched_class != &fair_sched_class)
7371                 goto simple;
7372
7373         /*
7374          * Because of the set_next_buddy() in dequeue_task_fair() it is rather
7375          * likely that a next task is from the same cgroup as the current.
7376          *
7377          * Therefore attempt to avoid putting and setting the entire cgroup
7378          * hierarchy, only change the part that actually changes.
7379          */
7380
7381         do {
7382                 struct sched_entity *curr = cfs_rq->curr;
7383
7384                 /*
7385                  * Since we got here without doing put_prev_entity() we also
7386                  * have to consider cfs_rq->curr. If it is still a runnable
7387                  * entity, update_curr() will update its vruntime, otherwise
7388                  * forget we've ever seen it.
7389                  */
7390                 if (curr) {
7391                         if (curr->on_rq)
7392                                 update_curr(cfs_rq);
7393                         else
7394                                 curr = NULL;
7395
7396                         /*
7397                          * This call to check_cfs_rq_runtime() will do the
7398                          * throttle and dequeue its entity in the parent(s).
7399                          * Therefore the nr_running test will indeed
7400                          * be correct.
7401                          */
7402                         if (unlikely(check_cfs_rq_runtime(cfs_rq))) {
7403                                 cfs_rq = &rq->cfs;
7404
7405                                 if (!cfs_rq->nr_running)
7406                                         goto idle;
7407
7408                                 goto simple;
7409                         }
7410                 }
7411
7412                 se = pick_next_entity(cfs_rq, curr);
7413                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7414         } while (cfs_rq);
7415
7416         p = task_of(se);
7417
7418         /*
7419          * Since we haven't yet done put_prev_entity and if the selected task
7420          * is a different task than we started out with, try and touch the
7421          * least amount of cfs_rqs.
7422          */
7423         if (prev != p) {
7424                 struct sched_entity *pse = &prev->se;
7425
7426                 while (!(cfs_rq = is_same_group(se, pse))) {
7427                         int se_depth = se->depth;
7428                         int pse_depth = pse->depth;
7429
7430                         if (se_depth <= pse_depth) {
7431                                 put_prev_entity(cfs_rq_of(pse), pse);
7432                                 pse = parent_entity(pse);
7433                         }
7434                         if (se_depth >= pse_depth) {
7435                                 set_next_entity(cfs_rq_of(se), se);
7436                                 se = parent_entity(se);
7437                         }
7438                 }
7439
7440                 put_prev_entity(cfs_rq, pse);
7441                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7442         }
7443
7444         goto done;
7445 simple:
7446 #endif
7447         if (prev)
7448                 put_prev_task(rq, prev);
7449
7450         do {
7451                 se = pick_next_entity(cfs_rq, NULL);
7452                 set_next_entity(cfs_rq, se);
7453                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
7454         } while (cfs_rq);
7455
7456         p = task_of(se);
7457
7458 done: __maybe_unused;
7459 #ifdef CONFIG_SMP
7460         /*
7461          * Move the next running task to the front of
7462          * the list, so our cfs_tasks list becomes MRU
7463          * one.
7464          */
7465         list_move(&p->se.group_node, &rq->cfs_tasks);
7466 #endif
7467
7468         if (hrtick_enabled_fair(rq))
7469                 hrtick_start_fair(rq, p);
7470
7471         update_misfit_status(p, rq);
7472
7473         return p;
7474
7475 idle:
7476         if (!rf)
7477                 return NULL;
7478
7479         new_tasks = newidle_balance(rq, rf);
7480
7481         /*
7482          * Because newidle_balance() releases (and re-acquires) rq->lock, it is
7483          * possible for any higher priority task to appear. In that case we
7484          * must re-start the pick_next_entity() loop.
7485          */
7486         if (new_tasks < 0)
7487                 return RETRY_TASK;
7488
7489         if (new_tasks > 0)
7490                 goto again;
7491
7492         /*
7493          * rq is about to be idle, check if we need to update the
7494          * lost_idle_time of clock_pelt
7495          */
7496         update_idle_rq_clock_pelt(rq);
7497
7498         return NULL;
7499 }
7500
7501 static struct task_struct *__pick_next_task_fair(struct rq *rq)
7502 {
7503         return pick_next_task_fair(rq, NULL, NULL);
7504 }
7505
7506 /*
7507  * Account for a descheduled task:
7508  */
7509 static void put_prev_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *prev)
7510 {
7511         struct sched_entity *se = &prev->se;
7512         struct cfs_rq *cfs_rq;
7513
7514         for_each_sched_entity(se) {
7515                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
7516                 put_prev_entity(cfs_rq, se);
7517         }
7518 }
7519
7520 /*
7521  * sched_yield() is very simple
7522  *
7523  * The magic of dealing with the ->skip buddy is in pick_next_entity.
7524  */
7525 static void yield_task_fair(struct rq *rq)
7526 {
7527         struct task_struct *curr = rq->curr;
7528         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(curr);
7529         struct sched_entity *se = &curr->se;
7530
7531         /*
7532          * Are we the only task in the tree?
7533          */
7534         if (unlikely(rq->nr_running == 1))
7535                 return;
7536
7537         clear_buddies(cfs_rq, se);
7538
7539         if (curr->policy != SCHED_BATCH) {
7540                 update_rq_clock(rq);
7541                 /*
7542                  * Update run-time statistics of the 'current'.
7543                  */
7544                 update_curr(cfs_rq);
7545                 /*
7546                  * Tell update_rq_clock() that we've just updated,
7547                  * so we don't do microscopic update in schedule()
7548                  * and double the fastpath cost.
7549                  */
7550                 rq_clock_skip_update(rq);
7551         }
7552
7553         set_skip_buddy(se);
7554 }
7555
7556 static bool yield_to_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
7557 {
7558         struct sched_entity *se = &p->se;
7559
7560         /* throttled hierarchies are not runnable */
7561         if (!se->on_rq || throttled_hierarchy(cfs_rq_of(se)))
7562                 return false;
7563
7564         /* Tell the scheduler that we'd really like pse to run next. */
7565         set_next_buddy(se);
7566
7567         yield_task_fair(rq);
7568
7569         return true;
7570 }
7571
7572 #ifdef CONFIG_SMP
7573 /**************************************************
7574  * Fair scheduling class load-balancing methods.
7575  *
7576  * BASICS
7577  *
7578  * The purpose of load-balancing is to achieve the same basic fairness the
7579  * per-CPU scheduler provides, namely provide a proportional amount of compute
7580  * time to each task. This is expressed in the following equation:
7581  *
7582  *   W_i,n/P_i == W_j,n/P_j for all i,j                               (1)
7583  *
7584  * Where W_i,n is the n-th weight average for CPU i. The instantaneous weight
7585  * W_i,0 is defined as:
7586  *
7587  *   W_i,0 = \Sum_j w_i,j                                             (2)
7588  *
7589  * Where w_i,j is the weight of the j-th runnable task on CPU i. This weight
7590  * is derived from the nice value as per sched_prio_to_weight[].
7591  *
7592  * The weight average is an exponential decay average of the instantaneous
7593  * weight:
7594  *
7595  *   W'_i,n = (2^n - 1) / 2^n * W_i,n + 1 / 2^n * W_i,0               (3)
7596  *
7597  * C_i is the compute capacity of CPU i, typically it is the
7598  * fraction of 'recent' time available for SCHED_OTHER task execution. But it
7599  * can also include other factors [XXX].
7600  *
7601  * To achieve this balance we define a measure of imbalance which follows
7602  * directly from (1):
7603  *
7604  *   imb_i,j = max{ avg(W/C), W_i/C_i } - min{ avg(W/C), W_j/C_j }    (4)
7605  *
7606  * We them move tasks around to minimize the imbalance. In the continuous
7607  * function space it is obvious this converges, in the discrete case we get
7608  * a few fun cases generally called infeasible weight scenarios.
7609  *
7610  * [XXX expand on:
7611  *     - infeasible weights;
7612  *     - local vs global optima in the discrete case. ]
7613  *
7614  *
7615  * SCHED DOMAINS
7616  *
7617  * In order to solve the imbalance equation (4), and avoid the obvious O(n^2)
7618  * for all i,j solution, we create a tree of CPUs that follows the hardware
7619  * topology where each level pairs two lower groups (or better). This results
7620  * in O(log n) layers. Furthermore we reduce the number of CPUs going up the
7621  * tree to only the first of the previous level and we decrease the frequency
7622  * of load-balance at each level inv. proportional to the number of CPUs in
7623  * the groups.
7624  *
7625  * This yields:
7626  *
7627  *     log_2 n     1     n
7628  *   \Sum       { --- * --- * 2^i } = O(n)                            (5)
7629  *     i = 0      2^i   2^i
7630  *                               `- size of each group
7631  *         |         |     `- number of CPUs doing load-balance
7632  *         |         `- freq
7633  *         `- sum over all levels
7634  *
7635  * Coupled with a limit on how many tasks we can migrate every balance pass,
7636  * this makes (5) the runtime complexity of the balancer.
7637  *
7638  * An important property here is that each CPU is still (indirectly) connected
7639  * to every other CPU in at most O(log n) steps:
7640  *
7641  * The adjacency matrix of the resulting graph is given by:
7642  *
7643  *             log_2 n
7644  *   A_i,j = \Union     (i % 2^k == 0) && i / 2^(k+1) == j / 2^(k+1)  (6)
7645  *             k = 0
7646  *
7647  * And you'll find that:
7648  *
7649  *   A^(log_2 n)_i,j != 0  for all i,j                                (7)
7650  *
7651  * Showing there's indeed a path between every CPU in at most O(log n) steps.
7652  * The task movement gives a factor of O(m), giving a convergence complexity
7653  * of:
7654  *
7655  *   O(nm log n),  n := nr_cpus, m := nr_tasks                        (8)
7656  *
7657  *
7658  * WORK CONSERVING
7659  *
7660  * In order to avoid CPUs going idle while there's still work to do, new idle
7661  * balancing is more aggressive and has the newly idle CPU iterate up the domain
7662  * tree itself instead of relying on other CPUs to bring it work.
7663  *
7664  * This adds some complexity to both (5) and (8) but it reduces the total idle
7665  * time.
7666  *
7667  * [XXX more?]
7668  *
7669  *
7670  * CGROUPS
7671  *
7672  * Cgroups make a horror show out of (2), instead of a simple sum we get:
7673  *
7674  *                                s_k,i
7675  *   W_i,0 = \Sum_j \Prod_k w_k * -----                               (9)
7676  *                                 S_k
7677  *
7678  * Where
7679  *
7680  *   s_k,i = \Sum_j w_i,j,k  and  S_k = \Sum_i s_k,i                 (10)
7681  *
7682  * w_i,j,k is the weight of the j-th runnable task in the k-th cgroup on CPU i.
7683  *
7684  * The big problem is S_k, its a global sum needed to compute a local (W_i)
7685  * property.
7686  *
7687  * [XXX write more on how we solve this.. _after_ merging pjt's patches that
7688  *      rewrite all of this once again.]
7689  */
7690
7691 static unsigned long __read_mostly max_load_balance_interval = HZ/10;
7692
7693 enum fbq_type { regular, remote, all };
7694
7695 /*
7696  * 'group_type' describes the group of CPUs at the moment of load balancing.
7697  *
7698  * The enum is ordered by pulling priority, with the group with lowest priority
7699  * first so the group_type can simply be compared when selecting the busiest
7700  * group. See update_sd_pick_busiest().
7701  */
7702 enum group_type {
7703         /* The group has spare capacity that can be used to run more tasks.  */
7704         group_has_spare = 0,
7705         /*
7706          * The group is fully used and the tasks don't compete for more CPU
7707          * cycles. Nevertheless, some tasks might wait before running.
7708          */
7709         group_fully_busy,
7710         /*
7711          * One task doesn't fit with CPU's capacity and must be migrated to a
7712          * more powerful CPU.
7713          */
7714         group_misfit_task,
7715         /*
7716          * SD_ASYM_PACKING only: One local CPU with higher capacity is available,
7717          * and the task should be migrated to it instead of running on the
7718          * current CPU.
7719          */
7720         group_asym_packing,
7721         /*
7722          * The tasks' affinity constraints previously prevented the scheduler
7723          * from balancing the load across the system.
7724          */
7725         group_imbalanced,
7726         /*
7727          * The CPU is overloaded and can't provide expected CPU cycles to all
7728          * tasks.
7729          */
7730         group_overloaded
7731 };
7732
7733 enum migration_type {
7734         migrate_load = 0,
7735         migrate_util,
7736         migrate_task,
7737         migrate_misfit
7738 };
7739
7740 #define LBF_ALL_PINNED  0x01
7741 #define LBF_NEED_BREAK  0x02
7742 #define LBF_DST_PINNED  0x04
7743 #define LBF_SOME_PINNED 0x08
7744 #define LBF_ACTIVE_LB   0x10
7745
7746 struct lb_env {
7747         struct sched_domain     *sd;
7748
7749         struct rq               *src_rq;
7750         int                     src_cpu;
7751
7752         int                     dst_cpu;
7753         struct rq               *dst_rq;
7754
7755         struct cpumask          *dst_grpmask;
7756         int                     new_dst_cpu;
7757         enum cpu_idle_type      idle;
7758         long                    imbalance;
7759         /* The set of CPUs under consideration for load-balancing */
7760         struct cpumask          *cpus;
7761
7762         unsigned int            flags;
7763
7764         unsigned int            loop;
7765         unsigned int            loop_break;
7766         unsigned int            loop_max;
7767
7768         enum fbq_type           fbq_type;
7769         enum migration_type     migration_type;
7770         struct list_head        tasks;
7771 };
7772
7773 /*
7774  * Is this task likely cache-hot:
7775  */
7776 static int task_hot(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7777 {
7778         s64 delta;
7779
7780         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7781
7782         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
7783                 return 0;
7784
7785         if (unlikely(task_has_idle_policy(p)))
7786                 return 0;
7787
7788         /* SMT siblings share cache */
7789         if (env->sd->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY)
7790                 return 0;
7791
7792         /*
7793          * Buddy candidates are cache hot:
7794          */
7795         if (sched_feat(CACHE_HOT_BUDDY) && env->dst_rq->nr_running &&
7796                         (&p->se == cfs_rq_of(&p->se)->next ||
7797                          &p->se == cfs_rq_of(&p->se)->last))
7798                 return 1;
7799
7800         if (sysctl_sched_migration_cost == -1)
7801                 return 1;
7802
7803         /*
7804          * Don't migrate task if the task's cookie does not match
7805          * with the destination CPU's core cookie.
7806          */
7807         if (!sched_core_cookie_match(cpu_rq(env->dst_cpu), p))
7808                 return 1;
7809
7810         if (sysctl_sched_migration_cost == 0)
7811                 return 0;
7812
7813         delta = rq_clock_task(env->src_rq) - p->se.exec_start;
7814
7815         return delta < (s64)sysctl_sched_migration_cost;
7816 }
7817
7818 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
7819 /*
7820  * Returns 1, if task migration degrades locality
7821  * Returns 0, if task migration improves locality i.e migration preferred.
7822  * Returns -1, if task migration is not affected by locality.
7823  */
7824 static int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7825 {
7826         struct numa_group *numa_group = rcu_dereference(p->numa_group);
7827         unsigned long src_weight, dst_weight;
7828         int src_nid, dst_nid, dist;
7829
7830         if (!static_branch_likely(&sched_numa_balancing))
7831                 return -1;
7832
7833         if (!p->numa_faults || !(env->sd->flags & SD_NUMA))
7834                 return -1;
7835
7836         src_nid = cpu_to_node(env->src_cpu);
7837         dst_nid = cpu_to_node(env->dst_cpu);
7838
7839         if (src_nid == dst_nid)
7840                 return -1;
7841
7842         /* Migrating away from the preferred node is always bad. */
7843         if (src_nid == p->numa_preferred_nid) {
7844                 if (env->src_rq->nr_running > env->src_rq->nr_preferred_running)
7845                         return 1;
7846                 else
7847                         return -1;
7848         }
7849
7850         /* Encourage migration to the preferred node. */
7851         if (dst_nid == p->numa_preferred_nid)
7852                 return 0;
7853
7854         /* Leaving a core idle is often worse than degrading locality. */
7855         if (env->idle == CPU_IDLE)
7856                 return -1;
7857
7858         dist = node_distance(src_nid, dst_nid);
7859         if (numa_group) {
7860                 src_weight = group_weight(p, src_nid, dist);
7861                 dst_weight = group_weight(p, dst_nid, dist);
7862         } else {
7863                 src_weight = task_weight(p, src_nid, dist);
7864                 dst_weight = task_weight(p, dst_nid, dist);
7865         }
7866
7867         return dst_weight < src_weight;
7868 }
7869
7870 #else
7871 static inline int migrate_degrades_locality(struct task_struct *p,
7872                                              struct lb_env *env)
7873 {
7874         return -1;
7875 }
7876 #endif
7877
7878 /*
7879  * can_migrate_task - may task p from runqueue rq be migrated to this_cpu?
7880  */
7881 static
7882 int can_migrate_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7883 {
7884         int tsk_cache_hot;
7885
7886         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7887
7888         /*
7889          * We do not migrate tasks that are:
7890          * 1) throttled_lb_pair, or
7891          * 2) cannot be migrated to this CPU due to cpus_ptr, or
7892          * 3) running (obviously), or
7893          * 4) are cache-hot on their current CPU.
7894          */
7895         if (throttled_lb_pair(task_group(p), env->src_cpu, env->dst_cpu))
7896                 return 0;
7897
7898         /* Disregard pcpu kthreads; they are where they need to be. */
7899         if (kthread_is_per_cpu(p))
7900                 return 0;
7901
7902         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, p->cpus_ptr)) {
7903                 int cpu;
7904
7905                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_affine);
7906
7907                 env->flags |= LBF_SOME_PINNED;
7908
7909                 /*
7910                  * Remember if this task can be migrated to any other CPU in
7911                  * our sched_group. We may want to revisit it if we couldn't
7912                  * meet load balance goals by pulling other tasks on src_cpu.
7913                  *
7914                  * Avoid computing new_dst_cpu
7915                  * - for NEWLY_IDLE
7916                  * - if we have already computed one in current iteration
7917                  * - if it's an active balance
7918                  */
7919                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE ||
7920                     env->flags & (LBF_DST_PINNED | LBF_ACTIVE_LB))
7921                         return 0;
7922
7923                 /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs: */
7924                 for_each_cpu_and(cpu, env->dst_grpmask, env->cpus) {
7925                         if (cpumask_test_cpu(cpu, p->cpus_ptr)) {
7926                                 env->flags |= LBF_DST_PINNED;
7927                                 env->new_dst_cpu = cpu;
7928                                 break;
7929                         }
7930                 }
7931
7932                 return 0;
7933         }
7934
7935         /* Record that we found at least one task that could run on dst_cpu */
7936         env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
7937
7938         if (task_on_cpu(env->src_rq, p)) {
7939                 schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_running);
7940                 return 0;
7941         }
7942
7943         /*
7944          * Aggressive migration if:
7945          * 1) active balance
7946          * 2) destination numa is preferred
7947          * 3) task is cache cold, or
7948          * 4) too many balance attempts have failed.
7949          */
7950         if (env->flags & LBF_ACTIVE_LB)
7951                 return 1;
7952
7953         tsk_cache_hot = migrate_degrades_locality(p, env);
7954         if (tsk_cache_hot == -1)
7955                 tsk_cache_hot = task_hot(p, env);
7956
7957         if (tsk_cache_hot <= 0 ||
7958             env->sd->nr_balance_failed > env->sd->cache_nice_tries) {
7959                 if (tsk_cache_hot == 1) {
7960                         schedstat_inc(env->sd->lb_hot_gained[env->idle]);
7961                         schedstat_inc(p->stats.nr_forced_migrations);
7962                 }
7963                 return 1;
7964         }
7965
7966         schedstat_inc(p->stats.nr_failed_migrations_hot);
7967         return 0;
7968 }
7969
7970 /*
7971  * detach_task() -- detach the task for the migration specified in env
7972  */
7973 static void detach_task(struct task_struct *p, struct lb_env *env)
7974 {
7975         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7976
7977         deactivate_task(env->src_rq, p, DEQUEUE_NOCLOCK);
7978         set_task_cpu(p, env->dst_cpu);
7979 }
7980
7981 /*
7982  * detach_one_task() -- tries to dequeue exactly one task from env->src_rq, as
7983  * part of active balancing operations within "domain".
7984  *
7985  * Returns a task if successful and NULL otherwise.
7986  */
7987 static struct task_struct *detach_one_task(struct lb_env *env)
7988 {
7989         struct task_struct *p;
7990
7991         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
7992
7993         list_for_each_entry_reverse(p,
7994                         &env->src_rq->cfs_tasks, se.group_node) {
7995                 if (!can_migrate_task(p, env))
7996                         continue;
7997
7998                 detach_task(p, env);
7999
8000                 /*
8001                  * Right now, this is only the second place where
8002                  * lb_gained[env->idle] is updated (other is detach_tasks)
8003                  * so we can safely collect stats here rather than
8004                  * inside detach_tasks().
8005                  */
8006                 schedstat_inc(env->sd->lb_gained[env->idle]);
8007                 return p;
8008         }
8009         return NULL;
8010 }
8011
8012 /*
8013  * detach_tasks() -- tries to detach up to imbalance load/util/tasks from
8014  * busiest_rq, as part of a balancing operation within domain "sd".
8015  *
8016  * Returns number of detached tasks if successful and 0 otherwise.
8017  */
8018 static int detach_tasks(struct lb_env *env)
8019 {
8020         struct list_head *tasks = &env->src_rq->cfs_tasks;
8021         unsigned long util, load;
8022         struct task_struct *p;
8023         int detached = 0;
8024
8025         lockdep_assert_rq_held(env->src_rq);
8026
8027         /*
8028          * Source run queue has been emptied by another CPU, clear
8029          * LBF_ALL_PINNED flag as we will not test any task.
8030          */
8031         if (env->src_rq->nr_running <= 1) {
8032                 env->flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
8033                 return 0;
8034         }
8035
8036         if (env->imbalance <= 0)
8037                 return 0;
8038
8039         while (!list_empty(tasks)) {
8040                 /*
8041                  * We don't want to steal all, otherwise we may be treated likewise,
8042                  * which could at worst lead to a livelock crash.
8043                  */
8044                 if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->src_rq->nr_running <= 1)
8045                         break;
8046
8047                 env->loop++;
8048                 /*
8049                  * We've more or less seen every task there is, call it quits
8050                  * unless we haven't found any movable task yet.
8051                  */
8052                 if (env->loop > env->loop_max &&
8053                     !(env->flags & LBF_ALL_PINNED))
8054                         break;
8055
8056                 /* take a breather every nr_migrate tasks */
8057                 if (env->loop > env->loop_break) {
8058                         env->loop_break += SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
8059                         env->flags |= LBF_NEED_BREAK;
8060                         break;
8061                 }
8062
8063                 p = list_last_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8064
8065                 if (!can_migrate_task(p, env))
8066                         goto next;
8067
8068                 switch (env->migration_type) {
8069                 case migrate_load:
8070                         /*
8071                          * Depending of the number of CPUs and tasks and the
8072                          * cgroup hierarchy, task_h_load() can return a null
8073                          * value. Make sure that env->imbalance decreases
8074                          * otherwise detach_tasks() will stop only after
8075                          * detaching up to loop_max tasks.
8076                          */
8077                         load = max_t(unsigned long, task_h_load(p), 1);
8078
8079                         if (sched_feat(LB_MIN) &&
8080                             load < 16 && !env->sd->nr_balance_failed)
8081                                 goto next;
8082
8083                         /*
8084                          * Make sure that we don't migrate too much load.
8085                          * Nevertheless, let relax the constraint if
8086                          * scheduler fails to find a good waiting task to
8087                          * migrate.
8088                          */
8089                         if (shr_bound(load, env->sd->nr_balance_failed) > env->imbalance)
8090                                 goto next;
8091
8092                         env->imbalance -= load;
8093                         break;
8094
8095                 case migrate_util:
8096                         util = task_util_est(p);
8097
8098                         if (util > env->imbalance)
8099                                 goto next;
8100
8101                         env->imbalance -= util;
8102                         break;
8103
8104                 case migrate_task:
8105                         env->imbalance--;
8106                         break;
8107
8108                 case migrate_misfit:
8109                         /* This is not a misfit task */
8110                         if (task_fits_capacity(p, capacity_of(env->src_cpu)))
8111                                 goto next;
8112
8113                         env->imbalance = 0;
8114                         break;
8115                 }
8116
8117                 detach_task(p, env);
8118                 list_add(&p->se.group_node, &env->tasks);
8119
8120                 detached++;
8121
8122 #ifdef CONFIG_PREEMPTION
8123                 /*
8124                  * NEWIDLE balancing is a source of latency, so preemptible
8125                  * kernels will stop after the first task is detached to minimize
8126                  * the critical section.
8127                  */
8128                 if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
8129                         break;
8130 #endif
8131
8132                 /*
8133                  * We only want to steal up to the prescribed amount of
8134                  * load/util/tasks.
8135                  */
8136                 if (env->imbalance <= 0)
8137                         break;
8138
8139                 continue;
8140 next:
8141                 list_move(&p->se.group_node, tasks);
8142         }
8143
8144         /*
8145          * Right now, this is one of only two places we collect this stat
8146          * so we can safely collect detach_one_task() stats here rather
8147          * than inside detach_one_task().
8148          */
8149         schedstat_add(env->sd->lb_gained[env->idle], detached);
8150
8151         return detached;
8152 }
8153
8154 /*
8155  * attach_task() -- attach the task detached by detach_task() to its new rq.
8156  */
8157 static void attach_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8158 {
8159         lockdep_assert_rq_held(rq);
8160
8161         WARN_ON_ONCE(task_rq(p) != rq);
8162         activate_task(rq, p, ENQUEUE_NOCLOCK);
8163         check_preempt_curr(rq, p, 0);
8164 }
8165
8166 /*
8167  * attach_one_task() -- attaches the task returned from detach_one_task() to
8168  * its new rq.
8169  */
8170 static void attach_one_task(struct rq *rq, struct task_struct *p)
8171 {
8172         struct rq_flags rf;
8173
8174         rq_lock(rq, &rf);
8175         update_rq_clock(rq);
8176         attach_task(rq, p);
8177         rq_unlock(rq, &rf);
8178 }
8179
8180 /*
8181  * attach_tasks() -- attaches all tasks detached by detach_tasks() to their
8182  * new rq.
8183  */
8184 static void attach_tasks(struct lb_env *env)
8185 {
8186         struct list_head *tasks = &env->tasks;
8187         struct task_struct *p;
8188         struct rq_flags rf;
8189
8190         rq_lock(env->dst_rq, &rf);
8191         update_rq_clock(env->dst_rq);
8192
8193         while (!list_empty(tasks)) {
8194                 p = list_first_entry(tasks, struct task_struct, se.group_node);
8195                 list_del_init(&p->se.group_node);
8196
8197                 attach_task(env->dst_rq, p);
8198         }
8199
8200         rq_unlock(env->dst_rq, &rf);
8201 }
8202
8203 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
8204 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq)
8205 {
8206         if (cfs_rq->avg.load_avg)
8207                 return true;
8208
8209         if (cfs_rq->avg.util_avg)
8210                 return true;
8211
8212         return false;
8213 }
8214
8215 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq)
8216 {
8217         if (READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg))
8218                 return true;
8219
8220         if (READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg))
8221                 return true;
8222
8223         if (thermal_load_avg(rq))
8224                 return true;
8225
8226 #ifdef CONFIG_HAVE_SCHED_AVG_IRQ
8227         if (READ_ONCE(rq->avg_irq.util_avg))
8228                 return true;
8229 #endif
8230
8231         return false;
8232 }
8233
8234 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq)
8235 {
8236         WRITE_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick, jiffies);
8237 }
8238
8239 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked)
8240 {
8241         if (!has_blocked)
8242                 rq->has_blocked_load = 0;
8243 }
8244 #else
8245 static inline bool cfs_rq_has_blocked(struct cfs_rq *cfs_rq) { return false; }
8246 static inline bool others_have_blocked(struct rq *rq) { return false; }
8247 static inline void update_blocked_load_tick(struct rq *rq) {}
8248 static inline void update_blocked_load_status(struct rq *rq, bool has_blocked) {}
8249 #endif
8250
8251 static bool __update_blocked_others(struct rq *rq, bool *done)
8252 {
8253         const struct sched_class *curr_class;
8254         u64 now = rq_clock_pelt(rq);
8255         unsigned long thermal_pressure;
8256         bool decayed;
8257
8258         /*
8259          * update_load_avg() can call cpufreq_update_util(). Make sure that RT,
8260          * DL and IRQ signals have been updated before updating CFS.
8261          */
8262         curr_class = rq->curr->sched_class;
8263
8264         thermal_pressure = arch_scale_thermal_pressure(cpu_of(rq));
8265
8266         decayed = update_rt_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &rt_sched_class) |
8267                   update_dl_rq_load_avg(now, rq, curr_class == &dl_sched_class) |
8268                   update_thermal_load_avg(rq_clock_thermal(rq), rq, thermal_pressure) |
8269                   update_irq_load_avg(rq, 0);
8270
8271         if (others_have_blocked(rq))
8272                 *done = false;
8273
8274         return decayed;
8275 }
8276
8277 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
8278
8279 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8280 {
8281         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
8282         bool decayed = false;
8283         int cpu = cpu_of(rq);
8284
8285         /*
8286          * Iterates the task_group tree in a bottom up fashion, see
8287          * list_add_leaf_cfs_rq() for details.
8288          */
8289         for_each_leaf_cfs_rq_safe(rq, cfs_rq, pos) {
8290                 struct sched_entity *se;
8291
8292                 if (update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq)) {
8293                         update_tg_load_avg(cfs_rq);
8294
8295                         if (cfs_rq->nr_running == 0)
8296                                 update_idle_cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq);
8297
8298                         if (cfs_rq == &rq->cfs)
8299                                 decayed = true;
8300                 }
8301
8302                 /* Propagate pending load changes to the parent, if any: */
8303                 se = cfs_rq->tg->se[cpu];
8304                 if (se && !skip_blocked_update(se))
8305                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
8306
8307                 /*
8308                  * There can be a lot of idle CPU cgroups.  Don't let fully
8309                  * decayed cfs_rqs linger on the list.
8310                  */
8311                 if (cfs_rq_is_decayed(cfs_rq))
8312                         list_del_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
8313
8314                 /* Don't need periodic decay once load/util_avg are null */
8315                 if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8316                         *done = false;
8317         }
8318
8319         return decayed;
8320 }
8321
8322 /*
8323  * Compute the hierarchical load factor for cfs_rq and all its ascendants.
8324  * This needs to be done in a top-down fashion because the load of a child
8325  * group is a fraction of its parents load.
8326  */
8327 static void update_cfs_rq_h_load(struct cfs_rq *cfs_rq)
8328 {
8329         struct rq *rq = rq_of(cfs_rq);
8330         struct sched_entity *se = cfs_rq->tg->se[cpu_of(rq)];
8331         unsigned long now = jiffies;
8332         unsigned long load;
8333
8334         if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8335                 return;
8336
8337         WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, NULL);
8338         for_each_sched_entity(se) {
8339                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
8340                 WRITE_ONCE(cfs_rq->h_load_next, se);
8341                 if (cfs_rq->last_h_load_update == now)
8342                         break;
8343         }
8344
8345         if (!se) {
8346                 cfs_rq->h_load = cfs_rq_load_avg(cfs_rq);
8347                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8348         }
8349
8350         while ((se = READ_ONCE(cfs_rq->h_load_next)) != NULL) {
8351                 load = cfs_rq->h_load;
8352                 load = div64_ul(load * se->avg.load_avg,
8353                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8354                 cfs_rq = group_cfs_rq(se);
8355                 cfs_rq->h_load = load;
8356                 cfs_rq->last_h_load_update = now;
8357         }
8358 }
8359
8360 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8361 {
8362         struct cfs_rq *cfs_rq = task_cfs_rq(p);
8363
8364         update_cfs_rq_h_load(cfs_rq);
8365         return div64_ul(p->se.avg.load_avg * cfs_rq->h_load,
8366                         cfs_rq_load_avg(cfs_rq) + 1);
8367 }
8368 #else
8369 static bool __update_blocked_fair(struct rq *rq, bool *done)
8370 {
8371         struct cfs_rq *cfs_rq = &rq->cfs;
8372         bool decayed;
8373
8374         decayed = update_cfs_rq_load_avg(cfs_rq_clock_pelt(cfs_rq), cfs_rq);
8375         if (cfs_rq_has_blocked(cfs_rq))
8376                 *done = false;
8377
8378         return decayed;
8379 }
8380
8381 static unsigned long task_h_load(struct task_struct *p)
8382 {
8383         return p->se.avg.load_avg;
8384 }
8385 #endif
8386
8387 static void update_blocked_averages(int cpu)
8388 {
8389         bool decayed = false, done = true;
8390         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8391         struct rq_flags rf;
8392
8393         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
8394         update_blocked_load_tick(rq);
8395         update_rq_clock(rq);
8396
8397         decayed |= __update_blocked_others(rq, &done);
8398         decayed |= __update_blocked_fair(rq, &done);
8399
8400         update_blocked_load_status(rq, !done);
8401         if (decayed)
8402                 cpufreq_update_util(rq, 0);
8403         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
8404 }
8405
8406 /********** Helpers for find_busiest_group ************************/
8407
8408 /*
8409  * sg_lb_stats - stats of a sched_group required for load_balancing
8410  */
8411 struct sg_lb_stats {
8412         unsigned long avg_load; /*Avg load across the CPUs of the group */
8413         unsigned long group_load; /* Total load over the CPUs of the group */
8414         unsigned long group_capacity;
8415         unsigned long group_util; /* Total utilization over the CPUs of the group */
8416         unsigned long group_runnable; /* Total runnable time over the CPUs of the group */
8417         unsigned int sum_nr_running; /* Nr of tasks running in the group */
8418         unsigned int sum_h_nr_running; /* Nr of CFS tasks running in the group */
8419         unsigned int idle_cpus;
8420         unsigned int group_weight;
8421         enum group_type group_type;
8422         unsigned int group_asym_packing; /* Tasks should be moved to preferred CPU */
8423         unsigned long group_misfit_task_load; /* A CPU has a task too big for its capacity */
8424 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8425         unsigned int nr_numa_running;
8426         unsigned int nr_preferred_running;
8427 #endif
8428 };
8429
8430 /*
8431  * sd_lb_stats - Structure to store the statistics of a sched_domain
8432  *               during load balancing.
8433  */
8434 struct sd_lb_stats {
8435         struct sched_group *busiest;    /* Busiest group in this sd */
8436         struct sched_group *local;      /* Local group in this sd */
8437         unsigned long total_load;       /* Total load of all groups in sd */
8438         unsigned long total_capacity;   /* Total capacity of all groups in sd */
8439         unsigned long avg_load; /* Average load across all groups in sd */
8440         unsigned int prefer_sibling; /* tasks should go to sibling first */
8441
8442         struct sg_lb_stats busiest_stat;/* Statistics of the busiest group */
8443         struct sg_lb_stats local_stat;  /* Statistics of the local group */
8444 };
8445
8446 static inline void init_sd_lb_stats(struct sd_lb_stats *sds)
8447 {
8448         /*
8449          * Skimp on the clearing to avoid duplicate work. We can avoid clearing
8450          * local_stat because update_sg_lb_stats() does a full clear/assignment.
8451          * We must however set busiest_stat::group_type and
8452          * busiest_stat::idle_cpus to the worst busiest group because
8453          * update_sd_pick_busiest() reads these before assignment.
8454          */
8455         *sds = (struct sd_lb_stats){
8456                 .busiest = NULL,
8457                 .local = NULL,
8458                 .total_load = 0UL,
8459                 .total_capacity = 0UL,
8460                 .busiest_stat = {
8461                         .idle_cpus = UINT_MAX,
8462                         .group_type = group_has_spare,
8463                 },
8464         };
8465 }
8466
8467 static unsigned long scale_rt_capacity(int cpu)
8468 {
8469         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
8470         unsigned long max = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8471         unsigned long used, free;
8472         unsigned long irq;
8473
8474         irq = cpu_util_irq(rq);
8475
8476         if (unlikely(irq >= max))
8477                 return 1;
8478
8479         /*
8480          * avg_rt.util_avg and avg_dl.util_avg track binary signals
8481          * (running and not running) with weights 0 and 1024 respectively.
8482          * avg_thermal.load_avg tracks thermal pressure and the weighted
8483          * average uses the actual delta max capacity(load).
8484          */
8485         used = READ_ONCE(rq->avg_rt.util_avg);
8486         used += READ_ONCE(rq->avg_dl.util_avg);
8487         used += thermal_load_avg(rq);
8488
8489         if (unlikely(used >= max))
8490                 return 1;
8491
8492         free = max - used;
8493
8494         return scale_irq_capacity(free, irq, max);
8495 }
8496
8497 static void update_cpu_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8498 {
8499         unsigned long capacity = scale_rt_capacity(cpu);
8500         struct sched_group *sdg = sd->groups;
8501
8502         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity_orig = arch_scale_cpu_capacity(cpu);
8503
8504         if (!capacity)
8505                 capacity = 1;
8506
8507         cpu_rq(cpu)->cpu_capacity = capacity;
8508         trace_sched_cpu_capacity_tp(cpu_rq(cpu));
8509
8510         sdg->sgc->capacity = capacity;
8511         sdg->sgc->min_capacity = capacity;
8512         sdg->sgc->max_capacity = capacity;
8513 }
8514
8515 void update_group_capacity(struct sched_domain *sd, int cpu)
8516 {
8517         struct sched_domain *child = sd->child;
8518         struct sched_group *group, *sdg = sd->groups;
8519         unsigned long capacity, min_capacity, max_capacity;
8520         unsigned long interval;
8521
8522         interval = msecs_to_jiffies(sd->balance_interval);
8523         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
8524         sdg->sgc->next_update = jiffies + interval;
8525
8526         if (!child) {
8527                 update_cpu_capacity(sd, cpu);
8528                 return;
8529         }
8530
8531         capacity = 0;
8532         min_capacity = ULONG_MAX;
8533         max_capacity = 0;
8534
8535         if (child->flags & SD_OVERLAP) {
8536                 /*
8537                  * SD_OVERLAP domains cannot assume that child groups
8538                  * span the current group.
8539                  */
8540
8541                 for_each_cpu(cpu, sched_group_span(sdg)) {
8542                         unsigned long cpu_cap = capacity_of(cpu);
8543
8544                         capacity += cpu_cap;
8545                         min_capacity = min(cpu_cap, min_capacity);
8546                         max_capacity = max(cpu_cap, max_capacity);
8547                 }
8548         } else  {
8549                 /*
8550                  * !SD_OVERLAP domains can assume that child groups
8551                  * span the current group.
8552                  */
8553
8554                 group = child->groups;
8555                 do {
8556                         struct sched_group_capacity *sgc = group->sgc;
8557
8558                         capacity += sgc->capacity;
8559                         min_capacity = min(sgc->min_capacity, min_capacity);
8560                         max_capacity = max(sgc->max_capacity, max_capacity);
8561                         group = group->next;
8562                 } while (group != child->groups);
8563         }
8564
8565         sdg->sgc->capacity = capacity;
8566         sdg->sgc->min_capacity = min_capacity;
8567         sdg->sgc->max_capacity = max_capacity;
8568 }
8569
8570 /*
8571  * Check whether the capacity of the rq has been noticeably reduced by side
8572  * activity. The imbalance_pct is used for the threshold.
8573  * Return true is the capacity is reduced
8574  */
8575 static inline int
8576 check_cpu_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8577 {
8578         return ((rq->cpu_capacity * sd->imbalance_pct) <
8579                                 (rq->cpu_capacity_orig * 100));
8580 }
8581
8582 /*
8583  * Check whether a rq has a misfit task and if it looks like we can actually
8584  * help that task: we can migrate the task to a CPU of higher capacity, or
8585  * the task's current CPU is heavily pressured.
8586  */
8587 static inline int check_misfit_status(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8588 {
8589         return rq->misfit_task_load &&
8590                 (rq->cpu_capacity_orig < rq->rd->max_cpu_capacity ||
8591                  check_cpu_capacity(rq, sd));
8592 }
8593
8594 /*
8595  * Group imbalance indicates (and tries to solve) the problem where balancing
8596  * groups is inadequate due to ->cpus_ptr constraints.
8597  *
8598  * Imagine a situation of two groups of 4 CPUs each and 4 tasks each with a
8599  * cpumask covering 1 CPU of the first group and 3 CPUs of the second group.
8600  * Something like:
8601  *
8602  *      { 0 1 2 3 } { 4 5 6 7 }
8603  *              *     * * *
8604  *
8605  * If we were to balance group-wise we'd place two tasks in the first group and
8606  * two tasks in the second group. Clearly this is undesired as it will overload
8607  * cpu 3 and leave one of the CPUs in the second group unused.
8608  *
8609  * The current solution to this issue is detecting the skew in the first group
8610  * by noticing the lower domain failed to reach balance and had difficulty
8611  * moving tasks due to affinity constraints.
8612  *
8613  * When this is so detected; this group becomes a candidate for busiest; see
8614  * update_sd_pick_busiest(). And calculate_imbalance() and
8615  * find_busiest_group() avoid some of the usual balance conditions to allow it
8616  * to create an effective group imbalance.
8617  *
8618  * This is a somewhat tricky proposition since the next run might not find the
8619  * group imbalance and decide the groups need to be balanced again. A most
8620  * subtle and fragile situation.
8621  */
8622
8623 static inline int sg_imbalanced(struct sched_group *group)
8624 {
8625         return group->sgc->imbalance;
8626 }
8627
8628 /*
8629  * group_has_capacity returns true if the group has spare capacity that could
8630  * be used by some tasks.
8631  * We consider that a group has spare capacity if the number of task is
8632  * smaller than the number of CPUs or if the utilization is lower than the
8633  * available capacity for CFS tasks.
8634  * For the latter, we use a threshold to stabilize the state, to take into
8635  * account the variance of the tasks' load and to return true if the available
8636  * capacity in meaningful for the load balancer.
8637  * As an example, an available capacity of 1% can appear but it doesn't make
8638  * any benefit for the load balance.
8639  */
8640 static inline bool
8641 group_has_capacity(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8642 {
8643         if (sgs->sum_nr_running < sgs->group_weight)
8644                 return true;
8645
8646         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8647                         (sgs->group_runnable * 100))
8648                 return false;
8649
8650         if ((sgs->group_capacity * 100) >
8651                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8652                 return true;
8653
8654         return false;
8655 }
8656
8657 /*
8658  *  group_is_overloaded returns true if the group has more tasks than it can
8659  *  handle.
8660  *  group_is_overloaded is not equals to !group_has_capacity because a group
8661  *  with the exact right number of tasks, has no more spare capacity but is not
8662  *  overloaded so both group_has_capacity and group_is_overloaded return
8663  *  false.
8664  */
8665 static inline bool
8666 group_is_overloaded(unsigned int imbalance_pct, struct sg_lb_stats *sgs)
8667 {
8668         if (sgs->sum_nr_running <= sgs->group_weight)
8669                 return false;
8670
8671         if ((sgs->group_capacity * 100) <
8672                         (sgs->group_util * imbalance_pct))
8673                 return true;
8674
8675         if ((sgs->group_capacity * imbalance_pct) <
8676                         (sgs->group_runnable * 100))
8677                 return true;
8678
8679         return false;
8680 }
8681
8682 static inline enum
8683 group_type group_classify(unsigned int imbalance_pct,
8684                           struct sched_group *group,
8685                           struct sg_lb_stats *sgs)
8686 {
8687         if (group_is_overloaded(imbalance_pct, sgs))
8688                 return group_overloaded;
8689
8690         if (sg_imbalanced(group))
8691                 return group_imbalanced;
8692
8693         if (sgs->group_asym_packing)
8694                 return group_asym_packing;
8695
8696         if (sgs->group_misfit_task_load)
8697                 return group_misfit_task;
8698
8699         if (!group_has_capacity(imbalance_pct, sgs))
8700                 return group_fully_busy;
8701
8702         return group_has_spare;
8703 }
8704
8705 /**
8706  * asym_smt_can_pull_tasks - Check whether the load balancing CPU can pull tasks
8707  * @dst_cpu:    Destination CPU of the load balancing
8708  * @sds:        Load-balancing data with statistics of the local group
8709  * @sgs:        Load-balancing statistics of the candidate busiest group
8710  * @sg:         The candidate busiest group
8711  *
8712  * Check the state of the SMT siblings of both @sds::local and @sg and decide
8713  * if @dst_cpu can pull tasks.
8714  *
8715  * If @dst_cpu does not have SMT siblings, it can pull tasks if two or more of
8716  * the SMT siblings of @sg are busy. If only one CPU in @sg is busy, pull tasks
8717  * only if @dst_cpu has higher priority.
8718  *
8719  * If both @dst_cpu and @sg have SMT siblings, and @sg has exactly one more
8720  * busy CPU than @sds::local, let @dst_cpu pull tasks if it has higher priority.
8721  * Bigger imbalances in the number of busy CPUs will be dealt with in
8722  * update_sd_pick_busiest().
8723  *
8724  * If @sg does not have SMT siblings, only pull tasks if all of the SMT siblings
8725  * of @dst_cpu are idle and @sg has lower priority.
8726  *
8727  * Return: true if @dst_cpu can pull tasks, false otherwise.
8728  */
8729 static bool asym_smt_can_pull_tasks(int dst_cpu, struct sd_lb_stats *sds,
8730                                     struct sg_lb_stats *sgs,
8731                                     struct sched_group *sg)
8732 {
8733 #ifdef CONFIG_SCHED_SMT
8734         bool local_is_smt, sg_is_smt;
8735         int sg_busy_cpus;
8736
8737         local_is_smt = sds->local->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY;
8738         sg_is_smt = sg->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY;
8739
8740         sg_busy_cpus = sgs->group_weight - sgs->idle_cpus;
8741
8742         if (!local_is_smt) {
8743                 /*
8744                  * If we are here, @dst_cpu is idle and does not have SMT
8745                  * siblings. Pull tasks if candidate group has two or more
8746                  * busy CPUs.
8747                  */
8748                 if (sg_busy_cpus >= 2) /* implies sg_is_smt */
8749                         return true;
8750
8751                 /*
8752                  * @dst_cpu does not have SMT siblings. @sg may have SMT
8753                  * siblings and only one is busy. In such case, @dst_cpu
8754                  * can help if it has higher priority and is idle (i.e.,
8755                  * it has no running tasks).
8756                  */
8757                 return sched_asym_prefer(dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
8758         }
8759
8760         /* @dst_cpu has SMT siblings. */
8761
8762         if (sg_is_smt) {
8763                 int local_busy_cpus = sds->local->group_weight -
8764                                       sds->local_stat.idle_cpus;
8765                 int busy_cpus_delta = sg_busy_cpus - local_busy_cpus;
8766
8767                 if (busy_cpus_delta == 1)
8768                         return sched_asym_prefer(dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
8769
8770                 return false;
8771         }
8772
8773         /*
8774          * @sg does not have SMT siblings. Ensure that @sds::local does not end
8775          * up with more than one busy SMT sibling and only pull tasks if there
8776          * are not busy CPUs (i.e., no CPU has running tasks).
8777          */
8778         if (!sds->local_stat.sum_nr_running)
8779                 return sched_asym_prefer(dst_cpu, sg->asym_prefer_cpu);
8780
8781         return false;
8782 #else
8783         /* Always return false so that callers deal with non-SMT cases. */
8784         return false;
8785 #endif
8786 }
8787
8788 static inline bool
8789 sched_asym(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds,  struct sg_lb_stats *sgs,
8790            struct sched_group *group)
8791 {
8792         /* Only do SMT checks if either local or candidate have SMT siblings */
8793         if ((sds->local->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY) ||
8794             (group->flags & SD_SHARE_CPUCAPACITY))
8795                 return asym_smt_can_pull_tasks(env->dst_cpu, sds, sgs, group);
8796
8797         return sched_asym_prefer(env->dst_cpu, group->asym_prefer_cpu);
8798 }
8799
8800 static inline bool
8801 sched_reduced_capacity(struct rq *rq, struct sched_domain *sd)
8802 {
8803         /*
8804          * When there is more than 1 task, the group_overloaded case already
8805          * takes care of cpu with reduced capacity
8806          */
8807         if (rq->cfs.h_nr_running != 1)
8808                 return false;
8809
8810         return check_cpu_capacity(rq, sd);
8811 }
8812
8813 /**
8814  * update_sg_lb_stats - Update sched_group's statistics for load balancing.
8815  * @env: The load balancing environment.
8816  * @sds: Load-balancing data with statistics of the local group.
8817  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
8818  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
8819  * @sg_status: Holds flag indicating the status of the sched_group
8820  */
8821 static inline void update_sg_lb_stats(struct lb_env *env,
8822                                       struct sd_lb_stats *sds,
8823                                       struct sched_group *group,
8824                                       struct sg_lb_stats *sgs,
8825                                       int *sg_status)
8826 {
8827         int i, nr_running, local_group;
8828
8829         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
8830
8831         local_group = group == sds->local;
8832
8833         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
8834                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
8835                 unsigned long load = cpu_load(rq);
8836
8837                 sgs->group_load += load;
8838                 sgs->group_util += cpu_util_cfs(i);
8839                 sgs->group_runnable += cpu_runnable(rq);
8840                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running;
8841
8842                 nr_running = rq->nr_running;
8843                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
8844
8845                 if (nr_running > 1)
8846                         *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8847
8848                 if (cpu_overutilized(i))
8849                         *sg_status |= SG_OVERUTILIZED;
8850
8851 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
8852                 sgs->nr_numa_running += rq->nr_numa_running;
8853                 sgs->nr_preferred_running += rq->nr_preferred_running;
8854 #endif
8855                 /*
8856                  * No need to call idle_cpu() if nr_running is not 0
8857                  */
8858                 if (!nr_running && idle_cpu(i)) {
8859                         sgs->idle_cpus++;
8860                         /* Idle cpu can't have misfit task */
8861                         continue;
8862                 }
8863
8864                 if (local_group)
8865                         continue;
8866
8867                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
8868                         /* Check for a misfit task on the cpu */
8869                         if (sgs->group_misfit_task_load < rq->misfit_task_load) {
8870                                 sgs->group_misfit_task_load = rq->misfit_task_load;
8871                                 *sg_status |= SG_OVERLOAD;
8872                         }
8873                 } else if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
8874                            sched_reduced_capacity(rq, env->sd)) {
8875                         /* Check for a task running on a CPU with reduced capacity */
8876                         if (sgs->group_misfit_task_load < load)
8877                                 sgs->group_misfit_task_load = load;
8878                 }
8879         }
8880
8881         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
8882
8883         sgs->group_weight = group->group_weight;
8884
8885         /* Check if dst CPU is idle and preferred to this group */
8886         if (!local_group && env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING &&
8887             env->idle != CPU_NOT_IDLE && sgs->sum_h_nr_running &&
8888             sched_asym(env, sds, sgs, group)) {
8889                 sgs->group_asym_packing = 1;
8890         }
8891
8892         sgs->group_type = group_classify(env->sd->imbalance_pct, group, sgs);
8893
8894         /* Computing avg_load makes sense only when group is overloaded */
8895         if (sgs->group_type == group_overloaded)
8896                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
8897                                 sgs->group_capacity;
8898 }
8899
8900 /**
8901  * update_sd_pick_busiest - return 1 on busiest group
8902  * @env: The load balancing environment.
8903  * @sds: sched_domain statistics
8904  * @sg: sched_group candidate to be checked for being the busiest
8905  * @sgs: sched_group statistics
8906  *
8907  * Determine if @sg is a busier group than the previously selected
8908  * busiest group.
8909  *
8910  * Return: %true if @sg is a busier group than the previously selected
8911  * busiest group. %false otherwise.
8912  */
8913 static bool update_sd_pick_busiest(struct lb_env *env,
8914                                    struct sd_lb_stats *sds,
8915                                    struct sched_group *sg,
8916                                    struct sg_lb_stats *sgs)
8917 {
8918         struct sg_lb_stats *busiest = &sds->busiest_stat;
8919
8920         /* Make sure that there is at least one task to pull */
8921         if (!sgs->sum_h_nr_running)
8922                 return false;
8923
8924         /*
8925          * Don't try to pull misfit tasks we can't help.
8926          * We can use max_capacity here as reduction in capacity on some
8927          * CPUs in the group should either be possible to resolve
8928          * internally or be covered by avg_load imbalance (eventually).
8929          */
8930         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
8931             (sgs->group_type == group_misfit_task) &&
8932             (!capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), sg->sgc->max_capacity) ||
8933              sds->local_stat.group_type != group_has_spare))
8934                 return false;
8935
8936         if (sgs->group_type > busiest->group_type)
8937                 return true;
8938
8939         if (sgs->group_type < busiest->group_type)
8940                 return false;
8941
8942         /*
8943          * The candidate and the current busiest group are the same type of
8944          * group. Let check which one is the busiest according to the type.
8945          */
8946
8947         switch (sgs->group_type) {
8948         case group_overloaded:
8949                 /* Select the overloaded group with highest avg_load. */
8950                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8951                         return false;
8952                 break;
8953
8954         case group_imbalanced:
8955                 /*
8956                  * Select the 1st imbalanced group as we don't have any way to
8957                  * choose one more than another.
8958                  */
8959                 return false;
8960
8961         case group_asym_packing:
8962                 /* Prefer to move from lowest priority CPU's work */
8963                 if (sched_asym_prefer(sg->asym_prefer_cpu, sds->busiest->asym_prefer_cpu))
8964                         return false;
8965                 break;
8966
8967         case group_misfit_task:
8968                 /*
8969                  * If we have more than one misfit sg go with the biggest
8970                  * misfit.
8971                  */
8972                 if (sgs->group_misfit_task_load < busiest->group_misfit_task_load)
8973                         return false;
8974                 break;
8975
8976         case group_fully_busy:
8977                 /*
8978                  * Select the fully busy group with highest avg_load. In
8979                  * theory, there is no need to pull task from such kind of
8980                  * group because tasks have all compute capacity that they need
8981                  * but we can still improve the overall throughput by reducing
8982                  * contention when accessing shared HW resources.
8983                  *
8984                  * XXX for now avg_load is not computed and always 0 so we
8985                  * select the 1st one.
8986                  */
8987                 if (sgs->avg_load <= busiest->avg_load)
8988                         return false;
8989                 break;
8990
8991         case group_has_spare:
8992                 /*
8993                  * Select not overloaded group with lowest number of idle cpus
8994                  * and highest number of running tasks. We could also compare
8995                  * the spare capacity which is more stable but it can end up
8996                  * that the group has less spare capacity but finally more idle
8997                  * CPUs which means less opportunity to pull tasks.
8998                  */
8999                 if (sgs->idle_cpus > busiest->idle_cpus)
9000                         return false;
9001                 else if ((sgs->idle_cpus == busiest->idle_cpus) &&
9002                          (sgs->sum_nr_running <= busiest->sum_nr_running))
9003                         return false;
9004
9005                 break;
9006         }
9007
9008         /*
9009          * Candidate sg has no more than one task per CPU and has higher
9010          * per-CPU capacity. Migrating tasks to less capable CPUs may harm
9011          * throughput. Maximize throughput, power/energy consequences are not
9012          * considered.
9013          */
9014         if ((env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) &&
9015             (sgs->group_type <= group_fully_busy) &&
9016             (capacity_greater(sg->sgc->min_capacity, capacity_of(env->dst_cpu))))
9017                 return false;
9018
9019         return true;
9020 }
9021
9022 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9023 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
9024 {
9025         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_numa_running)
9026                 return regular;
9027         if (sgs->sum_h_nr_running > sgs->nr_preferred_running)
9028                 return remote;
9029         return all;
9030 }
9031
9032 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
9033 {
9034         if (rq->nr_running > rq->nr_numa_running)
9035                 return regular;
9036         if (rq->nr_running > rq->nr_preferred_running)
9037                 return remote;
9038         return all;
9039 }
9040 #else
9041 static inline enum fbq_type fbq_classify_group(struct sg_lb_stats *sgs)
9042 {
9043         return all;
9044 }
9045
9046 static inline enum fbq_type fbq_classify_rq(struct rq *rq)
9047 {
9048         return regular;
9049 }
9050 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9051
9052
9053 struct sg_lb_stats;
9054
9055 /*
9056  * task_running_on_cpu - return 1 if @p is running on @cpu.
9057  */
9058
9059 static unsigned int task_running_on_cpu(int cpu, struct task_struct *p)
9060 {
9061         /* Task has no contribution or is new */
9062         if (cpu != task_cpu(p) || !READ_ONCE(p->se.avg.last_update_time))
9063                 return 0;
9064
9065         if (task_on_rq_queued(p))
9066                 return 1;
9067
9068         return 0;
9069 }
9070
9071 /**
9072  * idle_cpu_without - would a given CPU be idle without p ?
9073  * @cpu: the processor on which idleness is tested.
9074  * @p: task which should be ignored.
9075  *
9076  * Return: 1 if the CPU would be idle. 0 otherwise.
9077  */
9078 static int idle_cpu_without(int cpu, struct task_struct *p)
9079 {
9080         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
9081
9082         if (rq->curr != rq->idle && rq->curr != p)
9083                 return 0;
9084
9085         /*
9086          * rq->nr_running can't be used but an updated version without the
9087          * impact of p on cpu must be used instead. The updated nr_running
9088          * be computed and tested before calling idle_cpu_without().
9089          */
9090
9091 #ifdef CONFIG_SMP
9092         if (rq->ttwu_pending)
9093                 return 0;
9094 #endif
9095
9096         return 1;
9097 }
9098
9099 /*
9100  * update_sg_wakeup_stats - Update sched_group's statistics for wakeup.
9101  * @sd: The sched_domain level to look for idlest group.
9102  * @group: sched_group whose statistics are to be updated.
9103  * @sgs: variable to hold the statistics for this group.
9104  * @p: The task for which we look for the idlest group/CPU.
9105  */
9106 static inline void update_sg_wakeup_stats(struct sched_domain *sd,
9107                                           struct sched_group *group,
9108                                           struct sg_lb_stats *sgs,
9109                                           struct task_struct *p)
9110 {
9111         int i, nr_running;
9112
9113         memset(sgs, 0, sizeof(*sgs));
9114
9115         for_each_cpu(i, sched_group_span(group)) {
9116                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
9117                 unsigned int local;
9118
9119                 sgs->group_load += cpu_load_without(rq, p);
9120                 sgs->group_util += cpu_util_without(i, p);
9121                 sgs->group_runnable += cpu_runnable_without(rq, p);
9122                 local = task_running_on_cpu(i, p);
9123                 sgs->sum_h_nr_running += rq->cfs.h_nr_running - local;
9124
9125                 nr_running = rq->nr_running - local;
9126                 sgs->sum_nr_running += nr_running;
9127
9128                 /*
9129                  * No need to call idle_cpu_without() if nr_running is not 0
9130                  */
9131                 if (!nr_running && idle_cpu_without(i, p))
9132                         sgs->idle_cpus++;
9133
9134         }
9135
9136         /* Check if task fits in the group */
9137         if (sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9138             !task_fits_capacity(p, group->sgc->max_capacity)) {
9139                 sgs->group_misfit_task_load = 1;
9140         }
9141
9142         sgs->group_capacity = group->sgc->capacity;
9143
9144         sgs->group_weight = group->group_weight;
9145
9146         sgs->group_type = group_classify(sd->imbalance_pct, group, sgs);
9147
9148         /*
9149          * Computing avg_load makes sense only when group is fully busy or
9150          * overloaded
9151          */
9152         if (sgs->group_type == group_fully_busy ||
9153                 sgs->group_type == group_overloaded)
9154                 sgs->avg_load = (sgs->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9155                                 sgs->group_capacity;
9156 }
9157
9158 static bool update_pick_idlest(struct sched_group *idlest,
9159                                struct sg_lb_stats *idlest_sgs,
9160                                struct sched_group *group,
9161                                struct sg_lb_stats *sgs)
9162 {
9163         if (sgs->group_type < idlest_sgs->group_type)
9164                 return true;
9165
9166         if (sgs->group_type > idlest_sgs->group_type)
9167                 return false;
9168
9169         /*
9170          * The candidate and the current idlest group are the same type of
9171          * group. Let check which one is the idlest according to the type.
9172          */
9173
9174         switch (sgs->group_type) {
9175         case group_overloaded:
9176         case group_fully_busy:
9177                 /* Select the group with lowest avg_load. */
9178                 if (idlest_sgs->avg_load <= sgs->avg_load)
9179                         return false;
9180                 break;
9181
9182         case group_imbalanced:
9183         case group_asym_packing:
9184                 /* Those types are not used in the slow wakeup path */
9185                 return false;
9186
9187         case group_misfit_task:
9188                 /* Select group with the highest max capacity */
9189                 if (idlest->sgc->max_capacity >= group->sgc->max_capacity)
9190                         return false;
9191                 break;
9192
9193         case group_has_spare:
9194                 /* Select group with most idle CPUs */
9195                 if (idlest_sgs->idle_cpus > sgs->idle_cpus)
9196                         return false;
9197
9198                 /* Select group with lowest group_util */
9199                 if (idlest_sgs->idle_cpus == sgs->idle_cpus &&
9200                         idlest_sgs->group_util <= sgs->group_util)
9201                         return false;
9202
9203                 break;
9204         }
9205
9206         return true;
9207 }
9208
9209 /*
9210  * find_idlest_group() finds and returns the least busy CPU group within the
9211  * domain.
9212  *
9213  * Assumes p is allowed on at least one CPU in sd.
9214  */
9215 static struct sched_group *
9216 find_idlest_group(struct sched_domain *sd, struct task_struct *p, int this_cpu)
9217 {
9218         struct sched_group *idlest = NULL, *local = NULL, *group = sd->groups;
9219         struct sg_lb_stats local_sgs, tmp_sgs;
9220         struct sg_lb_stats *sgs;
9221         unsigned long imbalance;
9222         struct sg_lb_stats idlest_sgs = {
9223                         .avg_load = UINT_MAX,
9224                         .group_type = group_overloaded,
9225         };
9226
9227         do {
9228                 int local_group;
9229
9230                 /* Skip over this group if it has no CPUs allowed */
9231                 if (!cpumask_intersects(sched_group_span(group),
9232                                         p->cpus_ptr))
9233                         continue;
9234
9235                 /* Skip over this group if no cookie matched */
9236                 if (!sched_group_cookie_match(cpu_rq(this_cpu), p, group))
9237                         continue;
9238
9239                 local_group = cpumask_test_cpu(this_cpu,
9240                                                sched_group_span(group));
9241
9242                 if (local_group) {
9243                         sgs = &local_sgs;
9244                         local = group;
9245                 } else {
9246                         sgs = &tmp_sgs;
9247                 }
9248
9249                 update_sg_wakeup_stats(sd, group, sgs, p);
9250
9251                 if (!local_group && update_pick_idlest(idlest, &idlest_sgs, group, sgs)) {
9252                         idlest = group;
9253                         idlest_sgs = *sgs;
9254                 }
9255
9256         } while (group = group->next, group != sd->groups);
9257
9258
9259         /* There is no idlest group to push tasks to */
9260         if (!idlest)
9261                 return NULL;
9262
9263         /* The local group has been skipped because of CPU affinity */
9264         if (!local)
9265                 return idlest;
9266
9267         /*
9268          * If the local group is idler than the selected idlest group
9269          * don't try and push the task.
9270          */
9271         if (local_sgs.group_type < idlest_sgs.group_type)
9272                 return NULL;
9273
9274         /*
9275          * If the local group is busier than the selected idlest group
9276          * try and push the task.
9277          */
9278         if (local_sgs.group_type > idlest_sgs.group_type)
9279                 return idlest;
9280
9281         switch (local_sgs.group_type) {
9282         case group_overloaded:
9283         case group_fully_busy:
9284
9285                 /* Calculate allowed imbalance based on load */
9286                 imbalance = scale_load_down(NICE_0_LOAD) *
9287                                 (sd->imbalance_pct-100) / 100;
9288
9289                 /*
9290                  * When comparing groups across NUMA domains, it's possible for
9291                  * the local domain to be very lightly loaded relative to the
9292                  * remote domains but "imbalance" skews the comparison making
9293                  * remote CPUs look much more favourable. When considering
9294                  * cross-domain, add imbalance to the load on the remote node
9295                  * and consider staying local.
9296                  */
9297
9298                 if ((sd->flags & SD_NUMA) &&
9299                     ((idlest_sgs.avg_load + imbalance) >= local_sgs.avg_load))
9300                         return NULL;
9301
9302                 /*
9303                  * If the local group is less loaded than the selected
9304                  * idlest group don't try and push any tasks.
9305                  */
9306                 if (idlest_sgs.avg_load >= (local_sgs.avg_load + imbalance))
9307                         return NULL;
9308
9309                 if (100 * local_sgs.avg_load <= sd->imbalance_pct * idlest_sgs.avg_load)
9310                         return NULL;
9311                 break;
9312
9313         case group_imbalanced:
9314         case group_asym_packing:
9315                 /* Those type are not used in the slow wakeup path */
9316                 return NULL;
9317
9318         case group_misfit_task:
9319                 /* Select group with the highest max capacity */
9320                 if (local->sgc->max_capacity >= idlest->sgc->max_capacity)
9321                         return NULL;
9322                 break;
9323
9324         case group_has_spare:
9325 #ifdef CONFIG_NUMA
9326                 if (sd->flags & SD_NUMA) {
9327                         int imb_numa_nr = sd->imb_numa_nr;
9328 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
9329                         int idlest_cpu;
9330                         /*
9331                          * If there is spare capacity at NUMA, try to select
9332                          * the preferred node
9333                          */
9334                         if (cpu_to_node(this_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9335                                 return NULL;
9336
9337                         idlest_cpu = cpumask_first(sched_group_span(idlest));
9338                         if (cpu_to_node(idlest_cpu) == p->numa_preferred_nid)
9339                                 return idlest;
9340 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
9341                         /*
9342                          * Otherwise, keep the task close to the wakeup source
9343                          * and improve locality if the number of running tasks
9344                          * would remain below threshold where an imbalance is
9345                          * allowed while accounting for the possibility the
9346                          * task is pinned to a subset of CPUs. If there is a
9347                          * real need of migration, periodic load balance will
9348                          * take care of it.
9349                          */
9350                         if (p->nr_cpus_allowed != NR_CPUS) {
9351                                 struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(select_rq_mask);
9352
9353                                 cpumask_and(cpus, sched_group_span(local), p->cpus_ptr);
9354                                 imb_numa_nr = min(cpumask_weight(cpus), sd->imb_numa_nr);
9355                         }
9356
9357                         imbalance = abs(local_sgs.idle_cpus - idlest_sgs.idle_cpus);
9358                         if (!adjust_numa_imbalance(imbalance,
9359                                                    local_sgs.sum_nr_running + 1,
9360                                                    imb_numa_nr)) {
9361                                 return NULL;
9362                         }
9363                 }
9364 #endif /* CONFIG_NUMA */
9365
9366                 /*
9367                  * Select group with highest number of idle CPUs. We could also
9368                  * compare the utilization which is more stable but it can end
9369                  * up that the group has less spare capacity but finally more
9370                  * idle CPUs which means more opportunity to run task.
9371                  */
9372                 if (local_sgs.idle_cpus >= idlest_sgs.idle_cpus)
9373                         return NULL;
9374                 break;
9375         }
9376
9377         return idlest;
9378 }
9379
9380 static void update_idle_cpu_scan(struct lb_env *env,
9381                                  unsigned long sum_util)
9382 {
9383         struct sched_domain_shared *sd_share;
9384         int llc_weight, pct;
9385         u64 x, y, tmp;
9386         /*
9387          * Update the number of CPUs to scan in LLC domain, which could
9388          * be used as a hint in select_idle_cpu(). The update of sd_share
9389          * could be expensive because it is within a shared cache line.
9390          * So the write of this hint only occurs during periodic load
9391          * balancing, rather than CPU_NEWLY_IDLE, because the latter
9392          * can fire way more frequently than the former.
9393          */
9394         if (!sched_feat(SIS_UTIL) || env->idle == CPU_NEWLY_IDLE)
9395                 return;
9396
9397         llc_weight = per_cpu(sd_llc_size, env->dst_cpu);
9398         if (env->sd->span_weight != llc_weight)
9399                 return;
9400
9401         sd_share = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, env->dst_cpu));
9402         if (!sd_share)
9403                 return;
9404
9405         /*
9406          * The number of CPUs to search drops as sum_util increases, when
9407          * sum_util hits 85% or above, the scan stops.
9408          * The reason to choose 85% as the threshold is because this is the
9409          * imbalance_pct(117) when a LLC sched group is overloaded.
9410          *
9411          * let y = SCHED_CAPACITY_SCALE - p * x^2                       [1]
9412          * and y'= y / SCHED_CAPACITY_SCALE
9413          *
9414          * x is the ratio of sum_util compared to the CPU capacity:
9415          * x = sum_util / (llc_weight * SCHED_CAPACITY_SCALE)
9416          * y' is the ratio of CPUs to be scanned in the LLC domain,
9417          * and the number of CPUs to scan is calculated by:
9418          *
9419          * nr_scan = llc_weight * y'                                    [2]
9420          *
9421          * When x hits the threshold of overloaded, AKA, when
9422          * x = 100 / pct, y drops to 0. According to [1],
9423          * p should be SCHED_CAPACITY_SCALE * pct^2 / 10000
9424          *
9425          * Scale x by SCHED_CAPACITY_SCALE:
9426          * x' = sum_util / llc_weight;                                  [3]
9427          *
9428          * and finally [1] becomes:
9429          * y = SCHED_CAPACITY_SCALE -
9430          *     x'^2 * pct^2 / (10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE)            [4]
9431          *
9432          */
9433         /* equation [3] */
9434         x = sum_util;
9435         do_div(x, llc_weight);
9436
9437         /* equation [4] */
9438         pct = env->sd->imbalance_pct;
9439         tmp = x * x * pct * pct;
9440         do_div(tmp, 10000 * SCHED_CAPACITY_SCALE);
9441         tmp = min_t(long, tmp, SCHED_CAPACITY_SCALE);
9442         y = SCHED_CAPACITY_SCALE - tmp;
9443
9444         /* equation [2] */
9445         y *= llc_weight;
9446         do_div(y, SCHED_CAPACITY_SCALE);
9447         if ((int)y != sd_share->nr_idle_scan)
9448                 WRITE_ONCE(sd_share->nr_idle_scan, (int)y);
9449 }
9450
9451 /**
9452  * update_sd_lb_stats - Update sched_domain's statistics for load balancing.
9453  * @env: The load balancing environment.
9454  * @sds: variable to hold the statistics for this sched_domain.
9455  */
9456
9457 static inline void update_sd_lb_stats(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9458 {
9459         struct sched_domain *child = env->sd->child;
9460         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
9461         struct sg_lb_stats *local = &sds->local_stat;
9462         struct sg_lb_stats tmp_sgs;
9463         unsigned long sum_util = 0;
9464         int sg_status = 0;
9465
9466         do {
9467                 struct sg_lb_stats *sgs = &tmp_sgs;
9468                 int local_group;
9469
9470                 local_group = cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, sched_group_span(sg));
9471                 if (local_group) {
9472                         sds->local = sg;
9473                         sgs = local;
9474
9475                         if (env->idle != CPU_NEWLY_IDLE ||
9476                             time_after_eq(jiffies, sg->sgc->next_update))
9477                                 update_group_capacity(env->sd, env->dst_cpu);
9478                 }
9479
9480                 update_sg_lb_stats(env, sds, sg, sgs, &sg_status);
9481
9482                 if (local_group)
9483                         goto next_group;
9484
9485
9486                 if (update_sd_pick_busiest(env, sds, sg, sgs)) {
9487                         sds->busiest = sg;
9488                         sds->busiest_stat = *sgs;
9489                 }
9490
9491 next_group:
9492                 /* Now, start updating sd_lb_stats */
9493                 sds->total_load += sgs->group_load;
9494                 sds->total_capacity += sgs->group_capacity;
9495
9496                 sum_util += sgs->group_util;
9497                 sg = sg->next;
9498         } while (sg != env->sd->groups);
9499
9500         /* Tag domain that child domain prefers tasks go to siblings first */
9501         sds->prefer_sibling = child && child->flags & SD_PREFER_SIBLING;
9502
9503
9504         if (env->sd->flags & SD_NUMA)
9505                 env->fbq_type = fbq_classify_group(&sds->busiest_stat);
9506
9507         if (!env->sd->parent) {
9508                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9509
9510                 /* update overload indicator if we are at root domain */
9511                 WRITE_ONCE(rd->overload, sg_status & SG_OVERLOAD);
9512
9513                 /* Update over-utilization (tipping point, U >= 0) indicator */
9514                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9515                 trace_sched_overutilized_tp(rd, sg_status & SG_OVERUTILIZED);
9516         } else if (sg_status & SG_OVERUTILIZED) {
9517                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9518
9519                 WRITE_ONCE(rd->overutilized, SG_OVERUTILIZED);
9520                 trace_sched_overutilized_tp(rd, SG_OVERUTILIZED);
9521         }
9522
9523         update_idle_cpu_scan(env, sum_util);
9524 }
9525
9526 /**
9527  * calculate_imbalance - Calculate the amount of imbalance present within the
9528  *                       groups of a given sched_domain during load balance.
9529  * @env: load balance environment
9530  * @sds: statistics of the sched_domain whose imbalance is to be calculated.
9531  */
9532 static inline void calculate_imbalance(struct lb_env *env, struct sd_lb_stats *sds)
9533 {
9534         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9535
9536         local = &sds->local_stat;
9537         busiest = &sds->busiest_stat;
9538
9539         if (busiest->group_type == group_misfit_task) {
9540                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY) {
9541                         /* Set imbalance to allow misfit tasks to be balanced. */
9542                         env->migration_type = migrate_misfit;
9543                         env->imbalance = 1;
9544                 } else {
9545                         /*
9546                          * Set load imbalance to allow moving task from cpu
9547                          * with reduced capacity.
9548                          */
9549                         env->migration_type = migrate_load;
9550                         env->imbalance = busiest->group_misfit_task_load;
9551                 }
9552                 return;
9553         }
9554
9555         if (busiest->group_type == group_asym_packing) {
9556                 /*
9557                  * In case of asym capacity, we will try to migrate all load to
9558                  * the preferred CPU.
9559                  */
9560                 env->migration_type = migrate_task;
9561                 env->imbalance = busiest->sum_h_nr_running;
9562                 return;
9563         }
9564
9565         if (busiest->group_type == group_imbalanced) {
9566                 /*
9567                  * In the group_imb case we cannot rely on group-wide averages
9568                  * to ensure CPU-load equilibrium, try to move any task to fix
9569                  * the imbalance. The next load balance will take care of
9570                  * balancing back the system.
9571                  */
9572                 env->migration_type = migrate_task;
9573                 env->imbalance = 1;
9574                 return;
9575         }
9576
9577         /*
9578          * Try to use spare capacity of local group without overloading it or
9579          * emptying busiest.
9580          */
9581         if (local->group_type == group_has_spare) {
9582                 if ((busiest->group_type > group_fully_busy) &&
9583                     !(env->sd->flags & SD_SHARE_PKG_RESOURCES)) {
9584                         /*
9585                          * If busiest is overloaded, try to fill spare
9586                          * capacity. This might end up creating spare capacity
9587                          * in busiest or busiest still being overloaded but
9588                          * there is no simple way to directly compute the
9589                          * amount of load to migrate in order to balance the
9590                          * system.
9591                          */
9592                         env->migration_type = migrate_util;
9593                         env->imbalance = max(local->group_capacity, local->group_util) -
9594                                          local->group_util;
9595
9596                         /*
9597                          * In some cases, the group's utilization is max or even
9598                          * higher than capacity because of migrations but the
9599                          * local CPU is (newly) idle. There is at least one
9600                          * waiting task in this overloaded busiest group. Let's
9601                          * try to pull it.
9602                          */
9603                         if (env->idle != CPU_NOT_IDLE && env->imbalance == 0) {
9604                                 env->migration_type = migrate_task;
9605                                 env->imbalance = 1;
9606                         }
9607
9608                         return;
9609                 }
9610
9611                 if (busiest->group_weight == 1 || sds->prefer_sibling) {
9612                         unsigned int nr_diff = busiest->sum_nr_running;
9613                         /*
9614                          * When prefer sibling, evenly spread running tasks on
9615                          * groups.
9616                          */
9617                         env->migration_type = migrate_task;
9618                         lsub_positive(&nr_diff, local->sum_nr_running);
9619                         env->imbalance = nr_diff;
9620                 } else {
9621
9622                         /*
9623                          * If there is no overload, we just want to even the number of
9624                          * idle cpus.
9625                          */
9626                         env->migration_type = migrate_task;
9627                         env->imbalance = max_t(long, 0,
9628                                                (local->idle_cpus - busiest->idle_cpus));
9629                 }
9630
9631 #ifdef CONFIG_NUMA
9632                 /* Consider allowing a small imbalance between NUMA groups */
9633                 if (env->sd->flags & SD_NUMA) {
9634                         env->imbalance = adjust_numa_imbalance(env->imbalance,
9635                                                                local->sum_nr_running + 1,
9636                                                                env->sd->imb_numa_nr);
9637                 }
9638 #endif
9639
9640                 /* Number of tasks to move to restore balance */
9641                 env->imbalance >>= 1;
9642
9643                 return;
9644         }
9645
9646         /*
9647          * Local is fully busy but has to take more load to relieve the
9648          * busiest group
9649          */
9650         if (local->group_type < group_overloaded) {
9651                 /*
9652                  * Local will become overloaded so the avg_load metrics are
9653                  * finally needed.
9654                  */
9655
9656                 local->avg_load = (local->group_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9657                                   local->group_capacity;
9658
9659                 /*
9660                  * If the local group is more loaded than the selected
9661                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9662                  */
9663                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load) {
9664                         env->imbalance = 0;
9665                         return;
9666                 }
9667
9668                 sds->avg_load = (sds->total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9669                                 sds->total_capacity;
9670         }
9671
9672         /*
9673          * Both group are or will become overloaded and we're trying to get all
9674          * the CPUs to the average_load, so we don't want to push ourselves
9675          * above the average load, nor do we wish to reduce the max loaded CPU
9676          * below the average load. At the same time, we also don't want to
9677          * reduce the group load below the group capacity. Thus we look for
9678          * the minimum possible imbalance.
9679          */
9680         env->migration_type = migrate_load;
9681         env->imbalance = min(
9682                 (busiest->avg_load - sds->avg_load) * busiest->group_capacity,
9683                 (sds->avg_load - local->avg_load) * local->group_capacity
9684         ) / SCHED_CAPACITY_SCALE;
9685 }
9686
9687 /******* find_busiest_group() helpers end here *********************/
9688
9689 /*
9690  * Decision matrix according to the local and busiest group type:
9691  *
9692  * busiest \ local has_spare fully_busy misfit asym imbalanced overloaded
9693  * has_spare        nr_idle   balanced   N/A    N/A  balanced   balanced
9694  * fully_busy       nr_idle   nr_idle    N/A    N/A  balanced   balanced
9695  * misfit_task      force     N/A        N/A    N/A  N/A        N/A
9696  * asym_packing     force     force      N/A    N/A  force      force
9697  * imbalanced       force     force      N/A    N/A  force      force
9698  * overloaded       force     force      N/A    N/A  force      avg_load
9699  *
9700  * N/A :      Not Applicable because already filtered while updating
9701  *            statistics.
9702  * balanced : The system is balanced for these 2 groups.
9703  * force :    Calculate the imbalance as load migration is probably needed.
9704  * avg_load : Only if imbalance is significant enough.
9705  * nr_idle :  dst_cpu is not busy and the number of idle CPUs is quite
9706  *            different in groups.
9707  */
9708
9709 /**
9710  * find_busiest_group - Returns the busiest group within the sched_domain
9711  * if there is an imbalance.
9712  * @env: The load balancing environment.
9713  *
9714  * Also calculates the amount of runnable load which should be moved
9715  * to restore balance.
9716  *
9717  * Return:      - The busiest group if imbalance exists.
9718  */
9719 static struct sched_group *find_busiest_group(struct lb_env *env)
9720 {
9721         struct sg_lb_stats *local, *busiest;
9722         struct sd_lb_stats sds;
9723
9724         init_sd_lb_stats(&sds);
9725
9726         /*
9727          * Compute the various statistics relevant for load balancing at
9728          * this level.
9729          */
9730         update_sd_lb_stats(env, &sds);
9731
9732         if (sched_energy_enabled()) {
9733                 struct root_domain *rd = env->dst_rq->rd;
9734
9735                 if (rcu_dereference(rd->pd) && !READ_ONCE(rd->overutilized))
9736                         goto out_balanced;
9737         }
9738
9739         local = &sds.local_stat;
9740         busiest = &sds.busiest_stat;
9741
9742         /* There is no busy sibling group to pull tasks from */
9743         if (!sds.busiest)
9744                 goto out_balanced;
9745
9746         /* Misfit tasks should be dealt with regardless of the avg load */
9747         if (busiest->group_type == group_misfit_task)
9748                 goto force_balance;
9749
9750         /* ASYM feature bypasses nice load balance check */
9751         if (busiest->group_type == group_asym_packing)
9752                 goto force_balance;
9753
9754         /*
9755          * If the busiest group is imbalanced the below checks don't
9756          * work because they assume all things are equal, which typically
9757          * isn't true due to cpus_ptr constraints and the like.
9758          */
9759         if (busiest->group_type == group_imbalanced)
9760                 goto force_balance;
9761
9762         /*
9763          * If the local group is busier than the selected busiest group
9764          * don't try and pull any tasks.
9765          */
9766         if (local->group_type > busiest->group_type)
9767                 goto out_balanced;
9768
9769         /*
9770          * When groups are overloaded, use the avg_load to ensure fairness
9771          * between tasks.
9772          */
9773         if (local->group_type == group_overloaded) {
9774                 /*
9775                  * If the local group is more loaded than the selected
9776                  * busiest group don't try to pull any tasks.
9777                  */
9778                 if (local->avg_load >= busiest->avg_load)
9779                         goto out_balanced;
9780
9781                 /* XXX broken for overlapping NUMA groups */
9782                 sds.avg_load = (sds.total_load * SCHED_CAPACITY_SCALE) /
9783                                 sds.total_capacity;
9784
9785                 /*
9786                  * Don't pull any tasks if this group is already above the
9787                  * domain average load.
9788                  */
9789                 if (local->avg_load >= sds.avg_load)
9790                         goto out_balanced;
9791
9792                 /*
9793                  * If the busiest group is more loaded, use imbalance_pct to be
9794                  * conservative.
9795                  */
9796                 if (100 * busiest->avg_load <=
9797                                 env->sd->imbalance_pct * local->avg_load)
9798                         goto out_balanced;
9799         }
9800
9801         /* Try to move all excess tasks to child's sibling domain */
9802         if (sds.prefer_sibling && local->group_type == group_has_spare &&
9803             busiest->sum_nr_running > local->sum_nr_running + 1)
9804                 goto force_balance;
9805
9806         if (busiest->group_type != group_overloaded) {
9807                 if (env->idle == CPU_NOT_IDLE)
9808                         /*
9809                          * If the busiest group is not overloaded (and as a
9810                          * result the local one too) but this CPU is already
9811                          * busy, let another idle CPU try to pull task.
9812                          */
9813                         goto out_balanced;
9814
9815                 if (busiest->group_weight > 1 &&
9816                     local->idle_cpus <= (busiest->idle_cpus + 1))
9817                         /*
9818                          * If the busiest group is not overloaded
9819                          * and there is no imbalance between this and busiest
9820                          * group wrt idle CPUs, it is balanced. The imbalance
9821                          * becomes significant if the diff is greater than 1
9822                          * otherwise we might end up to just move the imbalance
9823                          * on another group. Of course this applies only if
9824                          * there is more than 1 CPU per group.
9825                          */
9826                         goto out_balanced;
9827
9828                 if (busiest->sum_h_nr_running == 1)
9829                         /*
9830                          * busiest doesn't have any tasks waiting to run
9831                          */
9832                         goto out_balanced;
9833         }
9834
9835 force_balance:
9836         /* Looks like there is an imbalance. Compute it */
9837         calculate_imbalance(env, &sds);
9838         return env->imbalance ? sds.busiest : NULL;
9839
9840 out_balanced:
9841         env->imbalance = 0;
9842         return NULL;
9843 }
9844
9845 /*
9846  * find_busiest_queue - find the busiest runqueue among the CPUs in the group.
9847  */
9848 static struct rq *find_busiest_queue(struct lb_env *env,
9849                                      struct sched_group *group)
9850 {
9851         struct rq *busiest = NULL, *rq;
9852         unsigned long busiest_util = 0, busiest_load = 0, busiest_capacity = 1;
9853         unsigned int busiest_nr = 0;
9854         int i;
9855
9856         for_each_cpu_and(i, sched_group_span(group), env->cpus) {
9857                 unsigned long capacity, load, util;
9858                 unsigned int nr_running;
9859                 enum fbq_type rt;
9860
9861                 rq = cpu_rq(i);
9862                 rt = fbq_classify_rq(rq);
9863
9864                 /*
9865                  * We classify groups/runqueues into three groups:
9866                  *  - regular: there are !numa tasks
9867                  *  - remote:  there are numa tasks that run on the 'wrong' node
9868                  *  - all:     there is no distinction
9869                  *
9870                  * In order to avoid migrating ideally placed numa tasks,
9871                  * ignore those when there's better options.
9872                  *
9873                  * If we ignore the actual busiest queue to migrate another
9874                  * task, the next balance pass can still reduce the busiest
9875                  * queue by moving tasks around inside the node.
9876                  *
9877                  * If we cannot move enough load due to this classification
9878                  * the next pass will adjust the group classification and
9879                  * allow migration of more tasks.
9880                  *
9881                  * Both cases only affect the total convergence complexity.
9882                  */
9883                 if (rt > env->fbq_type)
9884                         continue;
9885
9886                 nr_running = rq->cfs.h_nr_running;
9887                 if (!nr_running)
9888                         continue;
9889
9890                 capacity = capacity_of(i);
9891
9892                 /*
9893                  * For ASYM_CPUCAPACITY domains, don't pick a CPU that could
9894                  * eventually lead to active_balancing high->low capacity.
9895                  * Higher per-CPU capacity is considered better than balancing
9896                  * average load.
9897                  */
9898                 if (env->sd->flags & SD_ASYM_CPUCAPACITY &&
9899                     !capacity_greater(capacity_of(env->dst_cpu), capacity) &&
9900                     nr_running == 1)
9901                         continue;
9902
9903                 /* Make sure we only pull tasks from a CPU of lower priority */
9904                 if ((env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9905                     sched_asym_prefer(i, env->dst_cpu) &&
9906                     nr_running == 1)
9907                         continue;
9908
9909                 switch (env->migration_type) {
9910                 case migrate_load:
9911                         /*
9912                          * When comparing with load imbalance, use cpu_load()
9913                          * which is not scaled with the CPU capacity.
9914                          */
9915                         load = cpu_load(rq);
9916
9917                         if (nr_running == 1 && load > env->imbalance &&
9918                             !check_cpu_capacity(rq, env->sd))
9919                                 break;
9920
9921                         /*
9922                          * For the load comparisons with the other CPUs,
9923                          * consider the cpu_load() scaled with the CPU
9924                          * capacity, so that the load can be moved away
9925                          * from the CPU that is potentially running at a
9926                          * lower capacity.
9927                          *
9928                          * Thus we're looking for max(load_i / capacity_i),
9929                          * crosswise multiplication to rid ourselves of the
9930                          * division works out to:
9931                          * load_i * capacity_j > load_j * capacity_i;
9932                          * where j is our previous maximum.
9933                          */
9934                         if (load * busiest_capacity > busiest_load * capacity) {
9935                                 busiest_load = load;
9936                                 busiest_capacity = capacity;
9937                                 busiest = rq;
9938                         }
9939                         break;
9940
9941                 case migrate_util:
9942                         util = cpu_util_cfs(i);
9943
9944                         /*
9945                          * Don't try to pull utilization from a CPU with one
9946                          * running task. Whatever its utilization, we will fail
9947                          * detach the task.
9948                          */
9949                         if (nr_running <= 1)
9950                                 continue;
9951
9952                         if (busiest_util < util) {
9953                                 busiest_util = util;
9954                                 busiest = rq;
9955                         }
9956                         break;
9957
9958                 case migrate_task:
9959                         if (busiest_nr < nr_running) {
9960                                 busiest_nr = nr_running;
9961                                 busiest = rq;
9962                         }
9963                         break;
9964
9965                 case migrate_misfit:
9966                         /*
9967                          * For ASYM_CPUCAPACITY domains with misfit tasks we
9968                          * simply seek the "biggest" misfit task.
9969                          */
9970                         if (rq->misfit_task_load > busiest_load) {
9971                                 busiest_load = rq->misfit_task_load;
9972                                 busiest = rq;
9973                         }
9974
9975                         break;
9976
9977                 }
9978         }
9979
9980         return busiest;
9981 }
9982
9983 /*
9984  * Max backoff if we encounter pinned tasks. Pretty arbitrary value, but
9985  * so long as it is large enough.
9986  */
9987 #define MAX_PINNED_INTERVAL     512
9988
9989 static inline bool
9990 asym_active_balance(struct lb_env *env)
9991 {
9992         /*
9993          * ASYM_PACKING needs to force migrate tasks from busy but
9994          * lower priority CPUs in order to pack all tasks in the
9995          * highest priority CPUs.
9996          */
9997         return env->idle != CPU_NOT_IDLE && (env->sd->flags & SD_ASYM_PACKING) &&
9998                sched_asym_prefer(env->dst_cpu, env->src_cpu);
9999 }
10000
10001 static inline bool
10002 imbalanced_active_balance(struct lb_env *env)
10003 {
10004         struct sched_domain *sd = env->sd;
10005
10006         /*
10007          * The imbalanced case includes the case of pinned tasks preventing a fair
10008          * distribution of the load on the system but also the even distribution of the
10009          * threads on a system with spare capacity
10010          */
10011         if ((env->migration_type == migrate_task) &&
10012             (sd->nr_balance_failed > sd->cache_nice_tries+2))
10013                 return 1;
10014
10015         return 0;
10016 }
10017
10018 static int need_active_balance(struct lb_env *env)
10019 {
10020         struct sched_domain *sd = env->sd;
10021
10022         if (asym_active_balance(env))
10023                 return 1;
10024
10025         if (imbalanced_active_balance(env))
10026                 return 1;
10027
10028         /*
10029          * The dst_cpu is idle and the src_cpu CPU has only 1 CFS task.
10030          * It's worth migrating the task if the src_cpu's capacity is reduced
10031          * because of other sched_class or IRQs if more capacity stays
10032          * available on dst_cpu.
10033          */
10034         if ((env->idle != CPU_NOT_IDLE) &&
10035             (env->src_rq->cfs.h_nr_running == 1)) {
10036                 if ((check_cpu_capacity(env->src_rq, sd)) &&
10037                     (capacity_of(env->src_cpu)*sd->imbalance_pct < capacity_of(env->dst_cpu)*100))
10038                         return 1;
10039         }
10040
10041         if (env->migration_type == migrate_misfit)
10042                 return 1;
10043
10044         return 0;
10045 }
10046
10047 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data);
10048
10049 static int should_we_balance(struct lb_env *env)
10050 {
10051         struct sched_group *sg = env->sd->groups;
10052         int cpu;
10053
10054         /*
10055          * Ensure the balancing environment is consistent; can happen
10056          * when the softirq triggers 'during' hotplug.
10057          */
10058         if (!cpumask_test_cpu(env->dst_cpu, env->cpus))
10059                 return 0;
10060
10061         /*
10062          * In the newly idle case, we will allow all the CPUs
10063          * to do the newly idle load balance.
10064          *
10065          * However, we bail out if we already have tasks or a wakeup pending,
10066          * to optimize wakeup latency.
10067          */
10068         if (env->idle == CPU_NEWLY_IDLE) {
10069                 if (env->dst_rq->nr_running > 0 || env->dst_rq->ttwu_pending)
10070                         return 0;
10071                 return 1;
10072         }
10073
10074         /* Try to find first idle CPU */
10075         for_each_cpu_and(cpu, group_balance_mask(sg), env->cpus) {
10076                 if (!idle_cpu(cpu))
10077                         continue;
10078
10079                 /* Are we the first idle CPU? */
10080                 return cpu == env->dst_cpu;
10081         }
10082
10083         /* Are we the first CPU of this group ? */
10084         return group_balance_cpu(sg) == env->dst_cpu;
10085 }
10086
10087 /*
10088  * Check this_cpu to ensure it is balanced within domain. Attempt to move
10089  * tasks if there is an imbalance.
10090  */
10091 static int load_balance(int this_cpu, struct rq *this_rq,
10092                         struct sched_domain *sd, enum cpu_idle_type idle,
10093                         int *continue_balancing)
10094 {
10095         int ld_moved, cur_ld_moved, active_balance = 0;
10096         struct sched_domain *sd_parent = sd->parent;
10097         struct sched_group *group;
10098         struct rq *busiest;
10099         struct rq_flags rf;
10100         struct cpumask *cpus = this_cpu_cpumask_var_ptr(load_balance_mask);
10101         struct lb_env env = {
10102                 .sd             = sd,
10103                 .dst_cpu        = this_cpu,
10104                 .dst_rq         = this_rq,
10105                 .dst_grpmask    = sched_group_span(sd->groups),
10106                 .idle           = idle,
10107                 .loop_break     = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK,
10108                 .cpus           = cpus,
10109                 .fbq_type       = all,
10110                 .tasks          = LIST_HEAD_INIT(env.tasks),
10111         };
10112
10113         cpumask_and(cpus, sched_domain_span(sd), cpu_active_mask);
10114
10115         schedstat_inc(sd->lb_count[idle]);
10116
10117 redo:
10118         if (!should_we_balance(&env)) {
10119                 *continue_balancing = 0;
10120                 goto out_balanced;
10121         }
10122
10123         group = find_busiest_group(&env);
10124         if (!group) {
10125                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyg[idle]);
10126                 goto out_balanced;
10127         }
10128
10129         busiest = find_busiest_queue(&env, group);
10130         if (!busiest) {
10131                 schedstat_inc(sd->lb_nobusyq[idle]);
10132                 goto out_balanced;
10133         }
10134
10135         WARN_ON_ONCE(busiest == env.dst_rq);
10136
10137         schedstat_add(sd->lb_imbalance[idle], env.imbalance);
10138
10139         env.src_cpu = busiest->cpu;
10140         env.src_rq = busiest;
10141
10142         ld_moved = 0;
10143         /* Clear this flag as soon as we find a pullable task */
10144         env.flags |= LBF_ALL_PINNED;
10145         if (busiest->nr_running > 1) {
10146                 /*
10147                  * Attempt to move tasks. If find_busiest_group has found
10148                  * an imbalance but busiest->nr_running <= 1, the group is
10149                  * still unbalanced. ld_moved simply stays zero, so it is
10150                  * correctly treated as an imbalance.
10151                  */
10152                 env.loop_max  = min(sysctl_sched_nr_migrate, busiest->nr_running);
10153
10154 more_balance:
10155                 rq_lock_irqsave(busiest, &rf);
10156                 update_rq_clock(busiest);
10157
10158                 /*
10159                  * cur_ld_moved - load moved in current iteration
10160                  * ld_moved     - cumulative load moved across iterations
10161                  */
10162                 cur_ld_moved = detach_tasks(&env);
10163
10164                 /*
10165                  * We've detached some tasks from busiest_rq. Every
10166                  * task is masked "TASK_ON_RQ_MIGRATING", so we can safely
10167                  * unlock busiest->lock, and we are able to be sure
10168                  * that nobody can manipulate the tasks in parallel.
10169                  * See task_rq_lock() family for the details.
10170                  */
10171
10172                 rq_unlock(busiest, &rf);
10173
10174                 if (cur_ld_moved) {
10175                         attach_tasks(&env);
10176                         ld_moved += cur_ld_moved;
10177                 }
10178
10179                 local_irq_restore(rf.flags);
10180
10181                 if (env.flags & LBF_NEED_BREAK) {
10182                         env.flags &= ~LBF_NEED_BREAK;
10183                         /* Stop if we tried all running tasks */
10184                         if (env.loop < busiest->nr_running)
10185                                 goto more_balance;
10186                 }
10187
10188                 /*
10189                  * Revisit (affine) tasks on src_cpu that couldn't be moved to
10190                  * us and move them to an alternate dst_cpu in our sched_group
10191                  * where they can run. The upper limit on how many times we
10192                  * iterate on same src_cpu is dependent on number of CPUs in our
10193                  * sched_group.
10194                  *
10195                  * This changes load balance semantics a bit on who can move
10196                  * load to a given_cpu. In addition to the given_cpu itself
10197                  * (or a ilb_cpu acting on its behalf where given_cpu is
10198                  * nohz-idle), we now have balance_cpu in a position to move
10199                  * load to given_cpu. In rare situations, this may cause
10200                  * conflicts (balance_cpu and given_cpu/ilb_cpu deciding
10201                  * _independently_ and at _same_ time to move some load to
10202                  * given_cpu) causing excess load to be moved to given_cpu.
10203                  * This however should not happen so much in practice and
10204                  * moreover subsequent load balance cycles should correct the
10205                  * excess load moved.
10206                  */
10207                 if ((env.flags & LBF_DST_PINNED) && env.imbalance > 0) {
10208
10209                         /* Prevent to re-select dst_cpu via env's CPUs */
10210                         __cpumask_clear_cpu(env.dst_cpu, env.cpus);
10211
10212                         env.dst_rq       = cpu_rq(env.new_dst_cpu);
10213                         env.dst_cpu      = env.new_dst_cpu;
10214                         env.flags       &= ~LBF_DST_PINNED;
10215                         env.loop         = 0;
10216                         env.loop_break   = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
10217
10218                         /*
10219                          * Go back to "more_balance" rather than "redo" since we
10220                          * need to continue with same src_cpu.
10221                          */
10222                         goto more_balance;
10223                 }
10224
10225                 /*
10226                  * We failed to reach balance because of affinity.
10227                  */
10228                 if (sd_parent) {
10229                         int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
10230
10231                         if ((env.flags & LBF_SOME_PINNED) && env.imbalance > 0)
10232                                 *group_imbalance = 1;
10233                 }
10234
10235                 /* All tasks on this runqueue were pinned by CPU affinity */
10236                 if (unlikely(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
10237                         __cpumask_clear_cpu(cpu_of(busiest), cpus);
10238                         /*
10239                          * Attempting to continue load balancing at the current
10240                          * sched_domain level only makes sense if there are
10241                          * active CPUs remaining as possible busiest CPUs to
10242                          * pull load from which are not contained within the
10243                          * destination group that is receiving any migrated
10244                          * load.
10245                          */
10246                         if (!cpumask_subset(cpus, env.dst_grpmask)) {
10247                                 env.loop = 0;
10248                                 env.loop_break = SCHED_NR_MIGRATE_BREAK;
10249                                 goto redo;
10250                         }
10251                         goto out_all_pinned;
10252                 }
10253         }
10254
10255         if (!ld_moved) {
10256                 schedstat_inc(sd->lb_failed[idle]);
10257                 /*
10258                  * Increment the failure counter only on periodic balance.
10259                  * We do not want newidle balance, which can be very
10260                  * frequent, pollute the failure counter causing
10261                  * excessive cache_hot migrations and active balances.
10262                  */
10263                 if (idle != CPU_NEWLY_IDLE)
10264                         sd->nr_balance_failed++;
10265
10266                 if (need_active_balance(&env)) {
10267                         unsigned long flags;
10268
10269                         raw_spin_rq_lock_irqsave(busiest, flags);
10270
10271                         /*
10272                          * Don't kick the active_load_balance_cpu_stop,
10273                          * if the curr task on busiest CPU can't be
10274                          * moved to this_cpu:
10275                          */
10276                         if (!cpumask_test_cpu(this_cpu, busiest->curr->cpus_ptr)) {
10277                                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
10278                                 goto out_one_pinned;
10279                         }
10280
10281                         /* Record that we found at least one task that could run on this_cpu */
10282                         env.flags &= ~LBF_ALL_PINNED;
10283
10284                         /*
10285                          * ->active_balance synchronizes accesses to
10286                          * ->active_balance_work.  Once set, it's cleared
10287                          * only after active load balance is finished.
10288                          */
10289                         if (!busiest->active_balance) {
10290                                 busiest->active_balance = 1;
10291                                 busiest->push_cpu = this_cpu;
10292                                 active_balance = 1;
10293                         }
10294                         raw_spin_rq_unlock_irqrestore(busiest, flags);
10295
10296                         if (active_balance) {
10297                                 stop_one_cpu_nowait(cpu_of(busiest),
10298                                         active_load_balance_cpu_stop, busiest,
10299                                         &busiest->active_balance_work);
10300                         }
10301                 }
10302         } else {
10303                 sd->nr_balance_failed = 0;
10304         }
10305
10306         if (likely(!active_balance) || need_active_balance(&env)) {
10307                 /* We were unbalanced, so reset the balancing interval */
10308                 sd->balance_interval = sd->min_interval;
10309         }
10310
10311         goto out;
10312
10313 out_balanced:
10314         /*
10315          * We reach balance although we may have faced some affinity
10316          * constraints. Clear the imbalance flag only if other tasks got
10317          * a chance to move and fix the imbalance.
10318          */
10319         if (sd_parent && !(env.flags & LBF_ALL_PINNED)) {
10320                 int *group_imbalance = &sd_parent->groups->sgc->imbalance;
10321
10322                 if (*group_imbalance)
10323                         *group_imbalance = 0;
10324         }
10325
10326 out_all_pinned:
10327         /*
10328          * We reach balance because all tasks are pinned at this level so
10329          * we can't migrate them. Let the imbalance flag set so parent level
10330          * can try to migrate them.
10331          */
10332         schedstat_inc(sd->lb_balanced[idle]);
10333
10334         sd->nr_balance_failed = 0;
10335
10336 out_one_pinned:
10337         ld_moved = 0;
10338
10339         /*
10340          * newidle_balance() disregards balance intervals, so we could
10341          * repeatedly reach this code, which would lead to balance_interval
10342          * skyrocketing in a short amount of time. Skip the balance_interval
10343          * increase logic to avoid that.
10344          */
10345         if (env.idle == CPU_NEWLY_IDLE)
10346                 goto out;
10347
10348         /* tune up the balancing interval */
10349         if ((env.flags & LBF_ALL_PINNED &&
10350              sd->balance_interval < MAX_PINNED_INTERVAL) ||
10351             sd->balance_interval < sd->max_interval)
10352                 sd->balance_interval *= 2;
10353 out:
10354         return ld_moved;
10355 }
10356
10357 static inline unsigned long
10358 get_sd_balance_interval(struct sched_domain *sd, int cpu_busy)
10359 {
10360         unsigned long interval = sd->balance_interval;
10361
10362         if (cpu_busy)
10363                 interval *= sd->busy_factor;
10364
10365         /* scale ms to jiffies */
10366         interval = msecs_to_jiffies(interval);
10367
10368         /*
10369          * Reduce likelihood of busy balancing at higher domains racing with
10370          * balancing at lower domains by preventing their balancing periods
10371          * from being multiples of each other.
10372          */
10373         if (cpu_busy)
10374                 interval -= 1;
10375
10376         interval = clamp(interval, 1UL, max_load_balance_interval);
10377
10378         return interval;
10379 }
10380
10381 static inline void
10382 update_next_balance(struct sched_domain *sd, unsigned long *next_balance)
10383 {
10384         unsigned long interval, next;
10385
10386         /* used by idle balance, so cpu_busy = 0 */
10387         interval = get_sd_balance_interval(sd, 0);
10388         next = sd->last_balance + interval;
10389
10390         if (time_after(*next_balance, next))
10391                 *next_balance = next;
10392 }
10393
10394 /*
10395  * active_load_balance_cpu_stop is run by the CPU stopper. It pushes
10396  * running tasks off the busiest CPU onto idle CPUs. It requires at
10397  * least 1 task to be running on each physical CPU where possible, and
10398  * avoids physical / logical imbalances.
10399  */
10400 static int active_load_balance_cpu_stop(void *data)
10401 {
10402         struct rq *busiest_rq = data;
10403         int busiest_cpu = cpu_of(busiest_rq);
10404         int target_cpu = busiest_rq->push_cpu;
10405         struct rq *target_rq = cpu_rq(target_cpu);
10406         struct sched_domain *sd;
10407         struct task_struct *p = NULL;
10408         struct rq_flags rf;
10409
10410         rq_lock_irq(busiest_rq, &rf);
10411         /*
10412          * Between queueing the stop-work and running it is a hole in which
10413          * CPUs can become inactive. We should not move tasks from or to
10414          * inactive CPUs.
10415          */
10416         if (!cpu_active(busiest_cpu) || !cpu_active(target_cpu))
10417                 goto out_unlock;
10418
10419         /* Make sure the requested CPU hasn't gone down in the meantime: */
10420         if (unlikely(busiest_cpu != smp_processor_id() ||
10421                      !busiest_rq->active_balance))
10422                 goto out_unlock;
10423
10424         /* Is there any task to move? */
10425         if (busiest_rq->nr_running <= 1)
10426                 goto out_unlock;
10427
10428         /*
10429          * This condition is "impossible", if it occurs
10430          * we need to fix it. Originally reported by
10431          * Bjorn Helgaas on a 128-CPU setup.
10432          */
10433         WARN_ON_ONCE(busiest_rq == target_rq);
10434
10435         /* Search for an sd spanning us and the target CPU. */
10436         rcu_read_lock();
10437         for_each_domain(target_cpu, sd) {
10438                 if (cpumask_test_cpu(busiest_cpu, sched_domain_span(sd)))
10439                         break;
10440         }
10441
10442         if (likely(sd)) {
10443                 struct lb_env env = {
10444                         .sd             = sd,
10445                         .dst_cpu        = target_cpu,
10446                         .dst_rq         = target_rq,
10447                         .src_cpu        = busiest_rq->cpu,
10448                         .src_rq         = busiest_rq,
10449                         .idle           = CPU_IDLE,
10450                         .flags          = LBF_ACTIVE_LB,
10451                 };
10452
10453                 schedstat_inc(sd->alb_count);
10454                 update_rq_clock(busiest_rq);
10455
10456                 p = detach_one_task(&env);
10457                 if (p) {
10458                         schedstat_inc(sd->alb_pushed);
10459                         /* Active balancing done, reset the failure counter. */
10460                         sd->nr_balance_failed = 0;
10461                 } else {
10462                         schedstat_inc(sd->alb_failed);
10463                 }
10464         }
10465         rcu_read_unlock();
10466 out_unlock:
10467         busiest_rq->active_balance = 0;
10468         rq_unlock(busiest_rq, &rf);
10469
10470         if (p)
10471                 attach_one_task(target_rq, p);
10472
10473         local_irq_enable();
10474
10475         return 0;
10476 }
10477
10478 static DEFINE_SPINLOCK(balancing);
10479
10480 /*
10481  * Scale the max load_balance interval with the number of CPUs in the system.
10482  * This trades load-balance latency on larger machines for less cross talk.
10483  */
10484 void update_max_interval(void)
10485 {
10486         max_load_balance_interval = HZ*num_online_cpus()/10;
10487 }
10488
10489 static inline bool update_newidle_cost(struct sched_domain *sd, u64 cost)
10490 {
10491         if (cost > sd->max_newidle_lb_cost) {
10492                 /*
10493                  * Track max cost of a domain to make sure to not delay the
10494                  * next wakeup on the CPU.
10495                  */
10496                 sd->max_newidle_lb_cost = cost;
10497                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
10498         } else if (time_after(jiffies, sd->last_decay_max_lb_cost + HZ)) {
10499                 /*
10500                  * Decay the newidle max times by ~1% per second to ensure that
10501                  * it is not outdated and the current max cost is actually
10502                  * shorter.
10503                  */
10504                 sd->max_newidle_lb_cost = (sd->max_newidle_lb_cost * 253) / 256;
10505                 sd->last_decay_max_lb_cost = jiffies;
10506
10507                 return true;
10508         }
10509
10510         return false;
10511 }
10512
10513 /*
10514  * It checks each scheduling domain to see if it is due to be balanced,
10515  * and initiates a balancing operation if so.
10516  *
10517  * Balancing parameters are set up in init_sched_domains.
10518  */
10519 static void rebalance_domains(struct rq *rq, enum cpu_idle_type idle)
10520 {
10521         int continue_balancing = 1;
10522         int cpu = rq->cpu;
10523         int busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10524         unsigned long interval;
10525         struct sched_domain *sd;
10526         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10527         unsigned long next_balance = jiffies + 60*HZ;
10528         int update_next_balance = 0;
10529         int need_serialize, need_decay = 0;
10530         u64 max_cost = 0;
10531
10532         rcu_read_lock();
10533         for_each_domain(cpu, sd) {
10534                 /*
10535                  * Decay the newidle max times here because this is a regular
10536                  * visit to all the domains.
10537                  */
10538                 need_decay = update_newidle_cost(sd, 0);
10539                 max_cost += sd->max_newidle_lb_cost;
10540
10541                 /*
10542                  * Stop the load balance at this level. There is another
10543                  * CPU in our sched group which is doing load balancing more
10544                  * actively.
10545                  */
10546                 if (!continue_balancing) {
10547                         if (need_decay)
10548                                 continue;
10549                         break;
10550                 }
10551
10552                 interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10553
10554                 need_serialize = sd->flags & SD_SERIALIZE;
10555                 if (need_serialize) {
10556                         if (!spin_trylock(&balancing))
10557                                 goto out;
10558                 }
10559
10560                 if (time_after_eq(jiffies, sd->last_balance + interval)) {
10561                         if (load_balance(cpu, rq, sd, idle, &continue_balancing)) {
10562                                 /*
10563                                  * The LBF_DST_PINNED logic could have changed
10564                                  * env->dst_cpu, so we can't know our idle
10565                                  * state even if we migrated tasks. Update it.
10566                                  */
10567                                 idle = idle_cpu(cpu) ? CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
10568                                 busy = idle != CPU_IDLE && !sched_idle_cpu(cpu);
10569                         }
10570                         sd->last_balance = jiffies;
10571                         interval = get_sd_balance_interval(sd, busy);
10572                 }
10573                 if (need_serialize)
10574                         spin_unlock(&balancing);
10575 out:
10576                 if (time_after(next_balance, sd->last_balance + interval)) {
10577                         next_balance = sd->last_balance + interval;
10578                         update_next_balance = 1;
10579                 }
10580         }
10581         if (need_decay) {
10582                 /*
10583                  * Ensure the rq-wide value also decays but keep it at a
10584                  * reasonable floor to avoid funnies with rq->avg_idle.
10585                  */
10586                 rq->max_idle_balance_cost =
10587                         max((u64)sysctl_sched_migration_cost, max_cost);
10588         }
10589         rcu_read_unlock();
10590
10591         /*
10592          * next_balance will be updated only when there is a need.
10593          * When the cpu is attached to null domain for ex, it will not be
10594          * updated.
10595          */
10596         if (likely(update_next_balance))
10597                 rq->next_balance = next_balance;
10598
10599 }
10600
10601 static inline int on_null_domain(struct rq *rq)
10602 {
10603         return unlikely(!rcu_dereference_sched(rq->sd));
10604 }
10605
10606 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
10607 /*
10608  * idle load balancing details
10609  * - When one of the busy CPUs notice that there may be an idle rebalancing
10610  *   needed, they will kick the idle load balancer, which then does idle
10611  *   load balancing for all the idle CPUs.
10612  * - HK_TYPE_MISC CPUs are used for this task, because HK_TYPE_SCHED not set
10613  *   anywhere yet.
10614  */
10615
10616 static inline int find_new_ilb(void)
10617 {
10618         int ilb;
10619         const struct cpumask *hk_mask;
10620
10621         hk_mask = housekeeping_cpumask(HK_TYPE_MISC);
10622
10623         for_each_cpu_and(ilb, nohz.idle_cpus_mask, hk_mask) {
10624
10625                 if (ilb == smp_processor_id())
10626                         continue;
10627
10628                 if (idle_cpu(ilb))
10629                         return ilb;
10630         }
10631
10632         return nr_cpu_ids;
10633 }
10634
10635 /*
10636  * Kick a CPU to do the nohz balancing, if it is time for it. We pick any
10637  * idle CPU in the HK_TYPE_MISC housekeeping set (if there is one).
10638  */
10639 static void kick_ilb(unsigned int flags)
10640 {
10641         int ilb_cpu;
10642
10643         /*
10644          * Increase nohz.next_balance only when if full ilb is triggered but
10645          * not if we only update stats.
10646          */
10647         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10648                 nohz.next_balance = jiffies+1;
10649
10650         ilb_cpu = find_new_ilb();
10651
10652         if (ilb_cpu >= nr_cpu_ids)
10653                 return;
10654
10655         /*
10656          * Access to rq::nohz_csd is serialized by NOHZ_KICK_MASK; he who sets
10657          * the first flag owns it; cleared by nohz_csd_func().
10658          */
10659         flags = atomic_fetch_or(flags, nohz_flags(ilb_cpu));
10660         if (flags & NOHZ_KICK_MASK)
10661                 return;
10662
10663         /*
10664          * This way we generate an IPI on the target CPU which
10665          * is idle. And the softirq performing nohz idle load balance
10666          * will be run before returning from the IPI.
10667          */
10668         smp_call_function_single_async(ilb_cpu, &cpu_rq(ilb_cpu)->nohz_csd);
10669 }
10670
10671 /*
10672  * Current decision point for kicking the idle load balancer in the presence
10673  * of idle CPUs in the system.
10674  */
10675 static void nohz_balancer_kick(struct rq *rq)
10676 {
10677         unsigned long now = jiffies;
10678         struct sched_domain_shared *sds;
10679         struct sched_domain *sd;
10680         int nr_busy, i, cpu = rq->cpu;
10681         unsigned int flags = 0;
10682
10683         if (unlikely(rq->idle_balance))
10684                 return;
10685
10686         /*
10687          * We may be recently in ticked or tickless idle mode. At the first
10688          * busy tick after returning from idle, we will update the busy stats.
10689          */
10690         nohz_balance_exit_idle(rq);
10691
10692         /*
10693          * None are in tickless mode and hence no need for NOHZ idle load
10694          * balancing.
10695          */
10696         if (likely(!atomic_read(&nohz.nr_cpus)))
10697                 return;
10698
10699         if (READ_ONCE(nohz.has_blocked) &&
10700             time_after(now, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
10701                 flags = NOHZ_STATS_KICK;
10702
10703         if (time_before(now, nohz.next_balance))
10704                 goto out;
10705
10706         if (rq->nr_running >= 2) {
10707                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10708                 goto out;
10709         }
10710
10711         rcu_read_lock();
10712
10713         sd = rcu_dereference(rq->sd);
10714         if (sd) {
10715                 /*
10716                  * If there's a CFS task and the current CPU has reduced
10717                  * capacity; kick the ILB to see if there's a better CPU to run
10718                  * on.
10719                  */
10720                 if (rq->cfs.h_nr_running >= 1 && check_cpu_capacity(rq, sd)) {
10721                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10722                         goto unlock;
10723                 }
10724         }
10725
10726         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_packing, cpu));
10727         if (sd) {
10728                 /*
10729                  * When ASYM_PACKING; see if there's a more preferred CPU
10730                  * currently idle; in which case, kick the ILB to move tasks
10731                  * around.
10732                  */
10733                 for_each_cpu_and(i, sched_domain_span(sd), nohz.idle_cpus_mask) {
10734                         if (sched_asym_prefer(i, cpu)) {
10735                                 flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10736                                 goto unlock;
10737                         }
10738                 }
10739         }
10740
10741         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_asym_cpucapacity, cpu));
10742         if (sd) {
10743                 /*
10744                  * When ASYM_CPUCAPACITY; see if there's a higher capacity CPU
10745                  * to run the misfit task on.
10746                  */
10747                 if (check_misfit_status(rq, sd)) {
10748                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10749                         goto unlock;
10750                 }
10751
10752                 /*
10753                  * For asymmetric systems, we do not want to nicely balance
10754                  * cache use, instead we want to embrace asymmetry and only
10755                  * ensure tasks have enough CPU capacity.
10756                  *
10757                  * Skip the LLC logic because it's not relevant in that case.
10758                  */
10759                 goto unlock;
10760         }
10761
10762         sds = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc_shared, cpu));
10763         if (sds) {
10764                 /*
10765                  * If there is an imbalance between LLC domains (IOW we could
10766                  * increase the overall cache use), we need some less-loaded LLC
10767                  * domain to pull some load. Likewise, we may need to spread
10768                  * load within the current LLC domain (e.g. packed SMT cores but
10769                  * other CPUs are idle). We can't really know from here how busy
10770                  * the others are - so just get a nohz balance going if it looks
10771                  * like this LLC domain has tasks we could move.
10772                  */
10773                 nr_busy = atomic_read(&sds->nr_busy_cpus);
10774                 if (nr_busy > 1) {
10775                         flags = NOHZ_STATS_KICK | NOHZ_BALANCE_KICK;
10776                         goto unlock;
10777                 }
10778         }
10779 unlock:
10780         rcu_read_unlock();
10781 out:
10782         if (READ_ONCE(nohz.needs_update))
10783                 flags |= NOHZ_NEXT_KICK;
10784
10785         if (flags)
10786                 kick_ilb(flags);
10787 }
10788
10789 static void set_cpu_sd_state_busy(int cpu)
10790 {
10791         struct sched_domain *sd;
10792
10793         rcu_read_lock();
10794         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10795
10796         if (!sd || !sd->nohz_idle)
10797                 goto unlock;
10798         sd->nohz_idle = 0;
10799
10800         atomic_inc(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10801 unlock:
10802         rcu_read_unlock();
10803 }
10804
10805 void nohz_balance_exit_idle(struct rq *rq)
10806 {
10807         SCHED_WARN_ON(rq != this_rq());
10808
10809         if (likely(!rq->nohz_tick_stopped))
10810                 return;
10811
10812         rq->nohz_tick_stopped = 0;
10813         cpumask_clear_cpu(rq->cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10814         atomic_dec(&nohz.nr_cpus);
10815
10816         set_cpu_sd_state_busy(rq->cpu);
10817 }
10818
10819 static void set_cpu_sd_state_idle(int cpu)
10820 {
10821         struct sched_domain *sd;
10822
10823         rcu_read_lock();
10824         sd = rcu_dereference(per_cpu(sd_llc, cpu));
10825
10826         if (!sd || sd->nohz_idle)
10827                 goto unlock;
10828         sd->nohz_idle = 1;
10829
10830         atomic_dec(&sd->shared->nr_busy_cpus);
10831 unlock:
10832         rcu_read_unlock();
10833 }
10834
10835 /*
10836  * This routine will record that the CPU is going idle with tick stopped.
10837  * This info will be used in performing idle load balancing in the future.
10838  */
10839 void nohz_balance_enter_idle(int cpu)
10840 {
10841         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
10842
10843         SCHED_WARN_ON(cpu != smp_processor_id());
10844
10845         /* If this CPU is going down, then nothing needs to be done: */
10846         if (!cpu_active(cpu))
10847                 return;
10848
10849         /* Spare idle load balancing on CPUs that don't want to be disturbed: */
10850         if (!housekeeping_cpu(cpu, HK_TYPE_SCHED))
10851                 return;
10852
10853         /*
10854          * Can be set safely without rq->lock held
10855          * If a clear happens, it will have evaluated last additions because
10856          * rq->lock is held during the check and the clear
10857          */
10858         rq->has_blocked_load = 1;
10859
10860         /*
10861          * The tick is still stopped but load could have been added in the
10862          * meantime. We set the nohz.has_blocked flag to trig a check of the
10863          * *_avg. The CPU is already part of nohz.idle_cpus_mask so the clear
10864          * of nohz.has_blocked can only happen after checking the new load
10865          */
10866         if (rq->nohz_tick_stopped)
10867                 goto out;
10868
10869         /* If we're a completely isolated CPU, we don't play: */
10870         if (on_null_domain(rq))
10871                 return;
10872
10873         rq->nohz_tick_stopped = 1;
10874
10875         cpumask_set_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask);
10876         atomic_inc(&nohz.nr_cpus);
10877
10878         /*
10879          * Ensures that if nohz_idle_balance() fails to observe our
10880          * @idle_cpus_mask store, it must observe the @has_blocked
10881          * and @needs_update stores.
10882          */
10883         smp_mb__after_atomic();
10884
10885         set_cpu_sd_state_idle(cpu);
10886
10887         WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
10888 out:
10889         /*
10890          * Each time a cpu enter idle, we assume that it has blocked load and
10891          * enable the periodic update of the load of idle cpus
10892          */
10893         WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
10894 }
10895
10896 static bool update_nohz_stats(struct rq *rq)
10897 {
10898         unsigned int cpu = rq->cpu;
10899
10900         if (!rq->has_blocked_load)
10901                 return false;
10902
10903         if (!cpumask_test_cpu(cpu, nohz.idle_cpus_mask))
10904                 return false;
10905
10906         if (!time_after(jiffies, READ_ONCE(rq->last_blocked_load_update_tick)))
10907                 return true;
10908
10909         update_blocked_averages(cpu);
10910
10911         return rq->has_blocked_load;
10912 }
10913
10914 /*
10915  * Internal function that runs load balance for all idle cpus. The load balance
10916  * can be a simple update of blocked load or a complete load balance with
10917  * tasks movement depending of flags.
10918  */
10919 static void _nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, unsigned int flags)
10920 {
10921         /* Earliest time when we have to do rebalance again */
10922         unsigned long now = jiffies;
10923         unsigned long next_balance = now + 60*HZ;
10924         bool has_blocked_load = false;
10925         int update_next_balance = 0;
10926         int this_cpu = this_rq->cpu;
10927         int balance_cpu;
10928         struct rq *rq;
10929
10930         SCHED_WARN_ON((flags & NOHZ_KICK_MASK) == NOHZ_BALANCE_KICK);
10931
10932         /*
10933          * We assume there will be no idle load after this update and clear
10934          * the has_blocked flag. If a cpu enters idle in the mean time, it will
10935          * set the has_blocked flag and trigger another update of idle load.
10936          * Because a cpu that becomes idle, is added to idle_cpus_mask before
10937          * setting the flag, we are sure to not clear the state and not
10938          * check the load of an idle cpu.
10939          *
10940          * Same applies to idle_cpus_mask vs needs_update.
10941          */
10942         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10943                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 0);
10944         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
10945                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 0);
10946
10947         /*
10948          * Ensures that if we miss the CPU, we must see the has_blocked
10949          * store from nohz_balance_enter_idle().
10950          */
10951         smp_mb();
10952
10953         /*
10954          * Start with the next CPU after this_cpu so we will end with this_cpu and let a
10955          * chance for other idle cpu to pull load.
10956          */
10957         for_each_cpu_wrap(balance_cpu,  nohz.idle_cpus_mask, this_cpu+1) {
10958                 if (!idle_cpu(balance_cpu))
10959                         continue;
10960
10961                 /*
10962                  * If this CPU gets work to do, stop the load balancing
10963                  * work being done for other CPUs. Next load
10964                  * balancing owner will pick it up.
10965                  */
10966                 if (need_resched()) {
10967                         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10968                                 has_blocked_load = true;
10969                         if (flags & NOHZ_NEXT_KICK)
10970                                 WRITE_ONCE(nohz.needs_update, 1);
10971                         goto abort;
10972                 }
10973
10974                 rq = cpu_rq(balance_cpu);
10975
10976                 if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
10977                         has_blocked_load |= update_nohz_stats(rq);
10978
10979                 /*
10980                  * If time for next balance is due,
10981                  * do the balance.
10982                  */
10983                 if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance)) {
10984                         struct rq_flags rf;
10985
10986                         rq_lock_irqsave(rq, &rf);
10987                         update_rq_clock(rq);
10988                         rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
10989
10990                         if (flags & NOHZ_BALANCE_KICK)
10991                                 rebalance_domains(rq, CPU_IDLE);
10992                 }
10993
10994                 if (time_after(next_balance, rq->next_balance)) {
10995                         next_balance = rq->next_balance;
10996                         update_next_balance = 1;
10997                 }
10998         }
10999
11000         /*
11001          * next_balance will be updated only when there is a need.
11002          * When the CPU is attached to null domain for ex, it will not be
11003          * updated.
11004          */
11005         if (likely(update_next_balance))
11006                 nohz.next_balance = next_balance;
11007
11008         if (flags & NOHZ_STATS_KICK)
11009                 WRITE_ONCE(nohz.next_blocked,
11010                            now + msecs_to_jiffies(LOAD_AVG_PERIOD));
11011
11012 abort:
11013         /* There is still blocked load, enable periodic update */
11014         if (has_blocked_load)
11015                 WRITE_ONCE(nohz.has_blocked, 1);
11016 }
11017
11018 /*
11019  * In CONFIG_NO_HZ_COMMON case, the idle balance kickee will do the
11020  * rebalancing for all the cpus for whom scheduler ticks are stopped.
11021  */
11022 static bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
11023 {
11024         unsigned int flags = this_rq->nohz_idle_balance;
11025
11026         if (!flags)
11027                 return false;
11028
11029         this_rq->nohz_idle_balance = 0;
11030
11031         if (idle != CPU_IDLE)
11032                 return false;
11033
11034         _nohz_idle_balance(this_rq, flags);
11035
11036         return true;
11037 }
11038
11039 /*
11040  * Check if we need to run the ILB for updating blocked load before entering
11041  * idle state.
11042  */
11043 void nohz_run_idle_balance(int cpu)
11044 {
11045         unsigned int flags;
11046
11047         flags = atomic_fetch_andnot(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(cpu));
11048
11049         /*
11050          * Update the blocked load only if no SCHED_SOFTIRQ is about to happen
11051          * (ie NOHZ_STATS_KICK set) and will do the same.
11052          */
11053         if ((flags == NOHZ_NEWILB_KICK) && !need_resched())
11054                 _nohz_idle_balance(cpu_rq(cpu), NOHZ_STATS_KICK);
11055 }
11056
11057 static void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq)
11058 {
11059         int this_cpu = this_rq->cpu;
11060
11061         /*
11062          * This CPU doesn't want to be disturbed by scheduler
11063          * housekeeping
11064          */
11065         if (!housekeeping_cpu(this_cpu, HK_TYPE_SCHED))
11066                 return;
11067
11068         /* Will wake up very soon. No time for doing anything else*/
11069         if (this_rq->avg_idle < sysctl_sched_migration_cost)
11070                 return;
11071
11072         /* Don't need to update blocked load of idle CPUs*/
11073         if (!READ_ONCE(nohz.has_blocked) ||
11074             time_before(jiffies, READ_ONCE(nohz.next_blocked)))
11075                 return;
11076
11077         /*
11078          * Set the need to trigger ILB in order to update blocked load
11079          * before entering idle state.
11080          */
11081         atomic_or(NOHZ_NEWILB_KICK, nohz_flags(this_cpu));
11082 }
11083
11084 #else /* !CONFIG_NO_HZ_COMMON */
11085 static inline void nohz_balancer_kick(struct rq *rq) { }
11086
11087 static inline bool nohz_idle_balance(struct rq *this_rq, enum cpu_idle_type idle)
11088 {
11089         return false;
11090 }
11091
11092 static inline void nohz_newidle_balance(struct rq *this_rq) { }
11093 #endif /* CONFIG_NO_HZ_COMMON */
11094
11095 /*
11096  * newidle_balance is called by schedule() if this_cpu is about to become
11097  * idle. Attempts to pull tasks from other CPUs.
11098  *
11099  * Returns:
11100  *   < 0 - we released the lock and there are !fair tasks present
11101  *     0 - failed, no new tasks
11102  *   > 0 - success, new (fair) tasks present
11103  */
11104 static int newidle_balance(struct rq *this_rq, struct rq_flags *rf)
11105 {
11106         unsigned long next_balance = jiffies + HZ;
11107         int this_cpu = this_rq->cpu;
11108         u64 t0, t1, curr_cost = 0;
11109         struct sched_domain *sd;
11110         int pulled_task = 0;
11111
11112         update_misfit_status(NULL, this_rq);
11113
11114         /*
11115          * There is a task waiting to run. No need to search for one.
11116          * Return 0; the task will be enqueued when switching to idle.
11117          */
11118         if (this_rq->ttwu_pending)
11119                 return 0;
11120
11121         /*
11122          * We must set idle_stamp _before_ calling idle_balance(), such that we
11123          * measure the duration of idle_balance() as idle time.
11124          */
11125         this_rq->idle_stamp = rq_clock(this_rq);
11126
11127         /*
11128          * Do not pull tasks towards !active CPUs...
11129          */
11130         if (!cpu_active(this_cpu))
11131                 return 0;
11132
11133         /*
11134          * This is OK, because current is on_cpu, which avoids it being picked
11135          * for load-balance and preemption/IRQs are still disabled avoiding
11136          * further scheduler activity on it and we're being very careful to
11137          * re-start the picking loop.
11138          */
11139         rq_unpin_lock(this_rq, rf);
11140
11141         rcu_read_lock();
11142         sd = rcu_dereference_check_sched_domain(this_rq->sd);
11143
11144         if (!READ_ONCE(this_rq->rd->overload) ||
11145             (sd && this_rq->avg_idle < sd->max_newidle_lb_cost)) {
11146
11147                 if (sd)
11148                         update_next_balance(sd, &next_balance);
11149                 rcu_read_unlock();
11150
11151                 goto out;
11152         }
11153         rcu_read_unlock();
11154
11155         raw_spin_rq_unlock(this_rq);
11156
11157         t0 = sched_clock_cpu(this_cpu);
11158         update_blocked_averages(this_cpu);
11159
11160         rcu_read_lock();
11161         for_each_domain(this_cpu, sd) {
11162                 int continue_balancing = 1;
11163                 u64 domain_cost;
11164
11165                 update_next_balance(sd, &next_balance);
11166
11167                 if (this_rq->avg_idle < curr_cost + sd->max_newidle_lb_cost)
11168                         break;
11169
11170                 if (sd->flags & SD_BALANCE_NEWIDLE) {
11171
11172                         pulled_task = load_balance(this_cpu, this_rq,
11173                                                    sd, CPU_NEWLY_IDLE,
11174                                                    &continue_balancing);
11175
11176                         t1 = sched_clock_cpu(this_cpu);
11177                         domain_cost = t1 - t0;
11178                         update_newidle_cost(sd, domain_cost);
11179
11180                         curr_cost += domain_cost;
11181                         t0 = t1;
11182                 }
11183
11184                 /*
11185                  * Stop searching for tasks to pull if there are
11186                  * now runnable tasks on this rq.
11187                  */
11188                 if (pulled_task || this_rq->nr_running > 0 ||
11189                     this_rq->ttwu_pending)
11190                         break;
11191         }
11192         rcu_read_unlock();
11193
11194         raw_spin_rq_lock(this_rq);
11195
11196         if (curr_cost > this_rq->max_idle_balance_cost)
11197                 this_rq->max_idle_balance_cost = curr_cost;
11198
11199         /*
11200          * While browsing the domains, we released the rq lock, a task could
11201          * have been enqueued in the meantime. Since we're not going idle,
11202          * pretend we pulled a task.
11203          */
11204         if (this_rq->cfs.h_nr_running && !pulled_task)
11205                 pulled_task = 1;
11206
11207         /* Is there a task of a high priority class? */
11208         if (this_rq->nr_running != this_rq->cfs.h_nr_running)
11209                 pulled_task = -1;
11210
11211 out:
11212         /* Move the next balance forward */
11213         if (time_after(this_rq->next_balance, next_balance))
11214                 this_rq->next_balance = next_balance;
11215
11216         if (pulled_task)
11217                 this_rq->idle_stamp = 0;
11218         else
11219                 nohz_newidle_balance(this_rq);
11220
11221         rq_repin_lock(this_rq, rf);
11222
11223         return pulled_task;
11224 }
11225
11226 /*
11227  * run_rebalance_domains is triggered when needed from the scheduler tick.
11228  * Also triggered for nohz idle balancing (with nohz_balancing_kick set).
11229  */
11230 static __latent_entropy void run_rebalance_domains(struct softirq_action *h)
11231 {
11232         struct rq *this_rq = this_rq();
11233         enum cpu_idle_type idle = this_rq->idle_balance ?
11234                                                 CPU_IDLE : CPU_NOT_IDLE;
11235
11236         /*
11237          * If this CPU has a pending nohz_balance_kick, then do the
11238          * balancing on behalf of the other idle CPUs whose ticks are
11239          * stopped. Do nohz_idle_balance *before* rebalance_domains to
11240          * give the idle CPUs a chance to load balance. Else we may
11241          * load balance only within the local sched_domain hierarchy
11242          * and abort nohz_idle_balance altogether if we pull some load.
11243          */
11244         if (nohz_idle_balance(this_rq, idle))
11245                 return;
11246
11247         /* normal load balance */
11248         update_blocked_averages(this_rq->cpu);
11249         rebalance_domains(this_rq, idle);
11250 }
11251
11252 /*
11253  * Trigger the SCHED_SOFTIRQ if it is time to do periodic load balancing.
11254  */
11255 void trigger_load_balance(struct rq *rq)
11256 {
11257         /*
11258          * Don't need to rebalance while attached to NULL domain or
11259          * runqueue CPU is not active
11260          */
11261         if (unlikely(on_null_domain(rq) || !cpu_active(cpu_of(rq))))
11262                 return;
11263
11264         if (time_after_eq(jiffies, rq->next_balance))
11265                 raise_softirq(SCHED_SOFTIRQ);
11266
11267         nohz_balancer_kick(rq);
11268 }
11269
11270 static void rq_online_fair(struct rq *rq)
11271 {
11272         update_sysctl();
11273
11274         update_runtime_enabled(rq);
11275 }
11276
11277 static void rq_offline_fair(struct rq *rq)
11278 {
11279         update_sysctl();
11280
11281         /* Ensure any throttled groups are reachable by pick_next_task */
11282         unthrottle_offline_cfs_rqs(rq);
11283 }
11284
11285 #endif /* CONFIG_SMP */
11286
11287 #ifdef CONFIG_SCHED_CORE
11288 static inline bool
11289 __entity_slice_used(struct sched_entity *se, int min_nr_tasks)
11290 {
11291         u64 slice = sched_slice(cfs_rq_of(se), se);
11292         u64 rtime = se->sum_exec_runtime - se->prev_sum_exec_runtime;
11293
11294         return (rtime * min_nr_tasks > slice);
11295 }
11296
11297 #define MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE   2
11298 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr)
11299 {
11300         if (!sched_core_enabled(rq))
11301                 return;
11302
11303         /*
11304          * If runqueue has only one task which used up its slice and
11305          * if the sibling is forced idle, then trigger schedule to
11306          * give forced idle task a chance.
11307          *
11308          * sched_slice() considers only this active rq and it gets the
11309          * whole slice. But during force idle, we have siblings acting
11310          * like a single runqueue and hence we need to consider runnable
11311          * tasks on this CPU and the forced idle CPU. Ideally, we should
11312          * go through the forced idle rq, but that would be a perf hit.
11313          * We can assume that the forced idle CPU has at least
11314          * MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE - 1 tasks and use that to check
11315          * if we need to give up the CPU.
11316          */
11317         if (rq->core->core_forceidle_count && rq->cfs.nr_running == 1 &&
11318             __entity_slice_used(&curr->se, MIN_NR_TASKS_DURING_FORCEIDLE))
11319                 resched_curr(rq);
11320 }
11321
11322 /*
11323  * se_fi_update - Update the cfs_rq->min_vruntime_fi in a CFS hierarchy if needed.
11324  */
11325 static void se_fi_update(struct sched_entity *se, unsigned int fi_seq, bool forceidle)
11326 {
11327         for_each_sched_entity(se) {
11328                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11329
11330                 if (forceidle) {
11331                         if (cfs_rq->forceidle_seq == fi_seq)
11332                                 break;
11333                         cfs_rq->forceidle_seq = fi_seq;
11334                 }
11335
11336                 cfs_rq->min_vruntime_fi = cfs_rq->min_vruntime;
11337         }
11338 }
11339
11340 void task_vruntime_update(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool in_fi)
11341 {
11342         struct sched_entity *se = &p->se;
11343
11344         if (p->sched_class != &fair_sched_class)
11345                 return;
11346
11347         se_fi_update(se, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11348 }
11349
11350 bool cfs_prio_less(struct task_struct *a, struct task_struct *b, bool in_fi)
11351 {
11352         struct rq *rq = task_rq(a);
11353         struct sched_entity *sea = &a->se;
11354         struct sched_entity *seb = &b->se;
11355         struct cfs_rq *cfs_rqa;
11356         struct cfs_rq *cfs_rqb;
11357         s64 delta;
11358
11359         SCHED_WARN_ON(task_rq(b)->core != rq->core);
11360
11361 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11362         /*
11363          * Find an se in the hierarchy for tasks a and b, such that the se's
11364          * are immediate siblings.
11365          */
11366         while (sea->cfs_rq->tg != seb->cfs_rq->tg) {
11367                 int sea_depth = sea->depth;
11368                 int seb_depth = seb->depth;
11369
11370                 if (sea_depth >= seb_depth)
11371                         sea = parent_entity(sea);
11372                 if (sea_depth <= seb_depth)
11373                         seb = parent_entity(seb);
11374         }
11375
11376         se_fi_update(sea, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11377         se_fi_update(seb, rq->core->core_forceidle_seq, in_fi);
11378
11379         cfs_rqa = sea->cfs_rq;
11380         cfs_rqb = seb->cfs_rq;
11381 #else
11382         cfs_rqa = &task_rq(a)->cfs;
11383         cfs_rqb = &task_rq(b)->cfs;
11384 #endif
11385
11386         /*
11387          * Find delta after normalizing se's vruntime with its cfs_rq's
11388          * min_vruntime_fi, which would have been updated in prior calls
11389          * to se_fi_update().
11390          */
11391         delta = (s64)(sea->vruntime - seb->vruntime) +
11392                 (s64)(cfs_rqb->min_vruntime_fi - cfs_rqa->min_vruntime_fi);
11393
11394         return delta > 0;
11395 }
11396 #else
11397 static inline void task_tick_core(struct rq *rq, struct task_struct *curr) {}
11398 #endif
11399
11400 /*
11401  * scheduler tick hitting a task of our scheduling class.
11402  *
11403  * NOTE: This function can be called remotely by the tick offload that
11404  * goes along full dynticks. Therefore no local assumption can be made
11405  * and everything must be accessed through the @rq and @curr passed in
11406  * parameters.
11407  */
11408 static void task_tick_fair(struct rq *rq, struct task_struct *curr, int queued)
11409 {
11410         struct cfs_rq *cfs_rq;
11411         struct sched_entity *se = &curr->se;
11412
11413         for_each_sched_entity(se) {
11414                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11415                 entity_tick(cfs_rq, se, queued);
11416         }
11417
11418         if (static_branch_unlikely(&sched_numa_balancing))
11419                 task_tick_numa(rq, curr);
11420
11421         update_misfit_status(curr, rq);
11422         update_overutilized_status(task_rq(curr));
11423
11424         task_tick_core(rq, curr);
11425 }
11426
11427 /*
11428  * called on fork with the child task as argument from the parent's context
11429  *  - child not yet on the tasklist
11430  *  - preemption disabled
11431  */
11432 static void task_fork_fair(struct task_struct *p)
11433 {
11434         struct cfs_rq *cfs_rq;
11435         struct sched_entity *se = &p->se, *curr;
11436         struct rq *rq = this_rq();
11437         struct rq_flags rf;
11438
11439         rq_lock(rq, &rf);
11440         update_rq_clock(rq);
11441
11442         cfs_rq = task_cfs_rq(current);
11443         curr = cfs_rq->curr;
11444         if (curr) {
11445                 update_curr(cfs_rq);
11446                 se->vruntime = curr->vruntime;
11447         }
11448         place_entity(cfs_rq, se, 1);
11449
11450         if (sysctl_sched_child_runs_first && curr && entity_before(curr, se)) {
11451                 /*
11452                  * Upon rescheduling, sched_class::put_prev_task() will place
11453                  * 'current' within the tree based on its new key value.
11454                  */
11455                 swap(curr->vruntime, se->vruntime);
11456                 resched_curr(rq);
11457         }
11458
11459         se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11460         rq_unlock(rq, &rf);
11461 }
11462
11463 /*
11464  * Priority of the task has changed. Check to see if we preempt
11465  * the current task.
11466  */
11467 static void
11468 prio_changed_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, int oldprio)
11469 {
11470         if (!task_on_rq_queued(p))
11471                 return;
11472
11473         if (rq->cfs.nr_running == 1)
11474                 return;
11475
11476         /*
11477          * Reschedule if we are currently running on this runqueue and
11478          * our priority decreased, or if we are not currently running on
11479          * this runqueue and our priority is higher than the current's
11480          */
11481         if (task_current(rq, p)) {
11482                 if (p->prio > oldprio)
11483                         resched_curr(rq);
11484         } else
11485                 check_preempt_curr(rq, p, 0);
11486 }
11487
11488 static inline bool vruntime_normalized(struct task_struct *p)
11489 {
11490         struct sched_entity *se = &p->se;
11491
11492         /*
11493          * In both the TASK_ON_RQ_QUEUED and TASK_ON_RQ_MIGRATING cases,
11494          * the dequeue_entity(.flags=0) will already have normalized the
11495          * vruntime.
11496          */
11497         if (p->on_rq)
11498                 return true;
11499
11500         /*
11501          * When !on_rq, vruntime of the task has usually NOT been normalized.
11502          * But there are some cases where it has already been normalized:
11503          *
11504          * - A forked child which is waiting for being woken up by
11505          *   wake_up_new_task().
11506          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() and
11507          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
11508          */
11509         if (!se->sum_exec_runtime ||
11510             (READ_ONCE(p->__state) == TASK_WAKING && p->sched_remote_wakeup))
11511                 return true;
11512
11513         return false;
11514 }
11515
11516 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11517 /*
11518  * Propagate the changes of the sched_entity across the tg tree to make it
11519  * visible to the root
11520  */
11521 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11522 {
11523         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11524
11525         if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
11526                 return;
11527
11528         if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
11529                 list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
11530
11531         /* Start to propagate at parent */
11532         se = se->parent;
11533
11534         for_each_sched_entity(se) {
11535                 cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11536
11537                 update_load_avg(cfs_rq, se, UPDATE_TG);
11538
11539                 if (cfs_rq_throttled(cfs_rq))
11540                         break;
11541
11542                 if (!throttled_hierarchy(cfs_rq))
11543                         list_add_leaf_cfs_rq(cfs_rq);
11544         }
11545 }
11546 #else
11547 static void propagate_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se) { }
11548 #endif
11549
11550 static void detach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11551 {
11552         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11553
11554 #ifdef CONFIG_SMP
11555         /*
11556          * In case the task sched_avg hasn't been attached:
11557          * - A forked task which hasn't been woken up by wake_up_new_task().
11558          * - A task which has been woken up by try_to_wake_up() but is
11559          *   waiting for actually being woken up by sched_ttwu_pending().
11560          */
11561         if (!se->avg.last_update_time)
11562                 return;
11563 #endif
11564
11565         /* Catch up with the cfs_rq and remove our load when we leave */
11566         update_load_avg(cfs_rq, se, 0);
11567         detach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11568         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11569         propagate_entity_cfs_rq(se);
11570 }
11571
11572 static void attach_entity_cfs_rq(struct sched_entity *se)
11573 {
11574         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11575
11576         /* Synchronize entity with its cfs_rq */
11577         update_load_avg(cfs_rq, se, sched_feat(ATTACH_AGE_LOAD) ? 0 : SKIP_AGE_LOAD);
11578         attach_entity_load_avg(cfs_rq, se);
11579         update_tg_load_avg(cfs_rq);
11580         propagate_entity_cfs_rq(se);
11581 }
11582
11583 static void detach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11584 {
11585         struct sched_entity *se = &p->se;
11586         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11587
11588         if (!vruntime_normalized(p)) {
11589                 /*
11590                  * Fix up our vruntime so that the current sleep doesn't
11591                  * cause 'unlimited' sleep bonus.
11592                  */
11593                 place_entity(cfs_rq, se, 0);
11594                 se->vruntime -= cfs_rq->min_vruntime;
11595         }
11596
11597         detach_entity_cfs_rq(se);
11598 }
11599
11600 static void attach_task_cfs_rq(struct task_struct *p)
11601 {
11602         struct sched_entity *se = &p->se;
11603         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11604
11605         attach_entity_cfs_rq(se);
11606
11607         if (!vruntime_normalized(p))
11608                 se->vruntime += cfs_rq->min_vruntime;
11609 }
11610
11611 static void switched_from_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11612 {
11613         detach_task_cfs_rq(p);
11614 }
11615
11616 static void switched_to_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p)
11617 {
11618         attach_task_cfs_rq(p);
11619
11620         if (task_on_rq_queued(p)) {
11621                 /*
11622                  * We were most likely switched from sched_rt, so
11623                  * kick off the schedule if running, otherwise just see
11624                  * if we can still preempt the current task.
11625                  */
11626                 if (task_current(rq, p))
11627                         resched_curr(rq);
11628                 else
11629                         check_preempt_curr(rq, p, 0);
11630         }
11631 }
11632
11633 /* Account for a task changing its policy or group.
11634  *
11635  * This routine is mostly called to set cfs_rq->curr field when a task
11636  * migrates between groups/classes.
11637  */
11638 static void set_next_task_fair(struct rq *rq, struct task_struct *p, bool first)
11639 {
11640         struct sched_entity *se = &p->se;
11641
11642 #ifdef CONFIG_SMP
11643         if (task_on_rq_queued(p)) {
11644                 /*
11645                  * Move the next running task to the front of the list, so our
11646                  * cfs_tasks list becomes MRU one.
11647                  */
11648                 list_move(&se->group_node, &rq->cfs_tasks);
11649         }
11650 #endif
11651
11652         for_each_sched_entity(se) {
11653                 struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11654
11655                 set_next_entity(cfs_rq, se);
11656                 /* ensure bandwidth has been allocated on our new cfs_rq */
11657                 account_cfs_rq_runtime(cfs_rq, 0);
11658         }
11659 }
11660
11661 void init_cfs_rq(struct cfs_rq *cfs_rq)
11662 {
11663         cfs_rq->tasks_timeline = RB_ROOT_CACHED;
11664         u64_u32_store(cfs_rq->min_vruntime, (u64)(-(1LL << 20)));
11665 #ifdef CONFIG_SMP
11666         raw_spin_lock_init(&cfs_rq->removed.lock);
11667 #endif
11668 }
11669
11670 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
11671 static void task_change_group_fair(struct task_struct *p)
11672 {
11673         /*
11674          * We couldn't detach or attach a forked task which
11675          * hasn't been woken up by wake_up_new_task().
11676          */
11677         if (READ_ONCE(p->__state) == TASK_NEW)
11678                 return;
11679
11680         detach_task_cfs_rq(p);
11681
11682 #ifdef CONFIG_SMP
11683         /* Tell se's cfs_rq has been changed -- migrated */
11684         p->se.avg.last_update_time = 0;
11685 #endif
11686         set_task_rq(p, task_cpu(p));
11687         attach_task_cfs_rq(p);
11688 }
11689
11690 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11691 {
11692         int i;
11693
11694         for_each_possible_cpu(i) {
11695                 if (tg->cfs_rq)
11696                         kfree(tg->cfs_rq[i]);
11697                 if (tg->se)
11698                         kfree(tg->se[i]);
11699         }
11700
11701         kfree(tg->cfs_rq);
11702         kfree(tg->se);
11703 }
11704
11705 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11706 {
11707         struct sched_entity *se;
11708         struct cfs_rq *cfs_rq;
11709         int i;
11710
11711         tg->cfs_rq = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(cfs_rq), GFP_KERNEL);
11712         if (!tg->cfs_rq)
11713                 goto err;
11714         tg->se = kcalloc(nr_cpu_ids, sizeof(se), GFP_KERNEL);
11715         if (!tg->se)
11716                 goto err;
11717
11718         tg->shares = NICE_0_LOAD;
11719
11720         init_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11721
11722         for_each_possible_cpu(i) {
11723                 cfs_rq = kzalloc_node(sizeof(struct cfs_rq),
11724                                       GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11725                 if (!cfs_rq)
11726                         goto err;
11727
11728                 se = kzalloc_node(sizeof(struct sched_entity_stats),
11729                                   GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
11730                 if (!se)
11731                         goto err_free_rq;
11732
11733                 init_cfs_rq(cfs_rq);
11734                 init_tg_cfs_entry(tg, cfs_rq, se, i, parent->se[i]);
11735                 init_entity_runnable_average(se);
11736         }
11737
11738         return 1;
11739
11740 err_free_rq:
11741         kfree(cfs_rq);
11742 err:
11743         return 0;
11744 }
11745
11746 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11747 {
11748         struct sched_entity *se;
11749         struct rq_flags rf;
11750         struct rq *rq;
11751         int i;
11752
11753         for_each_possible_cpu(i) {
11754                 rq = cpu_rq(i);
11755                 se = tg->se[i];
11756                 rq_lock_irq(rq, &rf);
11757                 update_rq_clock(rq);
11758                 attach_entity_cfs_rq(se);
11759                 sync_throttle(tg, i);
11760                 rq_unlock_irq(rq, &rf);
11761         }
11762 }
11763
11764 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg)
11765 {
11766         unsigned long flags;
11767         struct rq *rq;
11768         int cpu;
11769
11770         destroy_cfs_bandwidth(tg_cfs_bandwidth(tg));
11771
11772         for_each_possible_cpu(cpu) {
11773                 if (tg->se[cpu])
11774                         remove_entity_load_avg(tg->se[cpu]);
11775
11776                 /*
11777                  * Only empty task groups can be destroyed; so we can speculatively
11778                  * check on_list without danger of it being re-added.
11779                  */
11780                 if (!tg->cfs_rq[cpu]->on_list)
11781                         continue;
11782
11783                 rq = cpu_rq(cpu);
11784
11785                 raw_spin_rq_lock_irqsave(rq, flags);
11786                 list_del_leaf_cfs_rq(tg->cfs_rq[cpu]);
11787                 raw_spin_rq_unlock_irqrestore(rq, flags);
11788         }
11789 }
11790
11791 void init_tg_cfs_entry(struct task_group *tg, struct cfs_rq *cfs_rq,
11792                         struct sched_entity *se, int cpu,
11793                         struct sched_entity *parent)
11794 {
11795         struct rq *rq = cpu_rq(cpu);
11796
11797         cfs_rq->tg = tg;
11798         cfs_rq->rq = rq;
11799         init_cfs_rq_runtime(cfs_rq);
11800
11801         tg->cfs_rq[cpu] = cfs_rq;
11802         tg->se[cpu] = se;
11803
11804         /* se could be NULL for root_task_group */
11805         if (!se)
11806                 return;
11807
11808         if (!parent) {
11809                 se->cfs_rq = &rq->cfs;
11810                 se->depth = 0;
11811         } else {
11812                 se->cfs_rq = parent->my_q;
11813                 se->depth = parent->depth + 1;
11814         }
11815
11816         se->my_q = cfs_rq;
11817         /* guarantee group entities always have weight */
11818         update_load_set(&se->load, NICE_0_LOAD);
11819         se->parent = parent;
11820 }
11821
11822 static DEFINE_MUTEX(shares_mutex);
11823
11824 static int __sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11825 {
11826         int i;
11827
11828         lockdep_assert_held(&shares_mutex);
11829
11830         /*
11831          * We can't change the weight of the root cgroup.
11832          */
11833         if (!tg->se[0])
11834                 return -EINVAL;
11835
11836         shares = clamp(shares, scale_load(MIN_SHARES), scale_load(MAX_SHARES));
11837
11838         if (tg->shares == shares)
11839                 return 0;
11840
11841         tg->shares = shares;
11842         for_each_possible_cpu(i) {
11843                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11844                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11845                 struct rq_flags rf;
11846
11847                 /* Propagate contribution to hierarchy */
11848                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11849                 update_rq_clock(rq);
11850                 for_each_sched_entity(se) {
11851                         update_load_avg(cfs_rq_of(se), se, UPDATE_TG);
11852                         update_cfs_group(se);
11853                 }
11854                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11855         }
11856
11857         return 0;
11858 }
11859
11860 int sched_group_set_shares(struct task_group *tg, unsigned long shares)
11861 {
11862         int ret;
11863
11864         mutex_lock(&shares_mutex);
11865         if (tg_is_idle(tg))
11866                 ret = -EINVAL;
11867         else
11868                 ret = __sched_group_set_shares(tg, shares);
11869         mutex_unlock(&shares_mutex);
11870
11871         return ret;
11872 }
11873
11874 int sched_group_set_idle(struct task_group *tg, long idle)
11875 {
11876         int i;
11877
11878         if (tg == &root_task_group)
11879                 return -EINVAL;
11880
11881         if (idle < 0 || idle > 1)
11882                 return -EINVAL;
11883
11884         mutex_lock(&shares_mutex);
11885
11886         if (tg->idle == idle) {
11887                 mutex_unlock(&shares_mutex);
11888                 return 0;
11889         }
11890
11891         tg->idle = idle;
11892
11893         for_each_possible_cpu(i) {
11894                 struct rq *rq = cpu_rq(i);
11895                 struct sched_entity *se = tg->se[i];
11896                 struct cfs_rq *parent_cfs_rq, *grp_cfs_rq = tg->cfs_rq[i];
11897                 bool was_idle = cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq);
11898                 long idle_task_delta;
11899                 struct rq_flags rf;
11900
11901                 rq_lock_irqsave(rq, &rf);
11902
11903                 grp_cfs_rq->idle = idle;
11904                 if (WARN_ON_ONCE(was_idle == cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq)))
11905                         goto next_cpu;
11906
11907                 if (se->on_rq) {
11908                         parent_cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11909                         if (cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
11910                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running++;
11911                         else
11912                                 parent_cfs_rq->idle_nr_running--;
11913                 }
11914
11915                 idle_task_delta = grp_cfs_rq->h_nr_running -
11916                                   grp_cfs_rq->idle_h_nr_running;
11917                 if (!cfs_rq_is_idle(grp_cfs_rq))
11918                         idle_task_delta *= -1;
11919
11920                 for_each_sched_entity(se) {
11921                         struct cfs_rq *cfs_rq = cfs_rq_of(se);
11922
11923                         if (!se->on_rq)
11924                                 break;
11925
11926                         cfs_rq->idle_h_nr_running += idle_task_delta;
11927
11928                         /* Already accounted at parent level and above. */
11929                         if (cfs_rq_is_idle(cfs_rq))
11930                                 break;
11931                 }
11932
11933 next_cpu:
11934                 rq_unlock_irqrestore(rq, &rf);
11935         }
11936
11937         /* Idle groups have minimum weight. */
11938         if (tg_is_idle(tg))
11939                 __sched_group_set_shares(tg, scale_load(WEIGHT_IDLEPRIO));
11940         else
11941                 __sched_group_set_shares(tg, NICE_0_LOAD);
11942
11943         mutex_unlock(&shares_mutex);
11944         return 0;
11945 }
11946
11947 #else /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11948
11949 void free_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11950
11951 int alloc_fair_sched_group(struct task_group *tg, struct task_group *parent)
11952 {
11953         return 1;
11954 }
11955
11956 void online_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11957
11958 void unregister_fair_sched_group(struct task_group *tg) { }
11959
11960 #endif /* CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED */
11961
11962
11963 static unsigned int get_rr_interval_fair(struct rq *rq, struct task_struct *task)
11964 {
11965         struct sched_entity *se = &task->se;
11966         unsigned int rr_interval = 0;
11967
11968         /*
11969          * Time slice is 0 for SCHED_OTHER tasks that are on an otherwise
11970          * idle runqueue:
11971          */
11972         if (rq->cfs.load.weight)
11973                 rr_interval = NS_TO_JIFFIES(sched_slice(cfs_rq_of(se), se));
11974
11975         return rr_interval;
11976 }
11977
11978 /*
11979  * All the scheduling class methods:
11980  */
11981 DEFINE_SCHED_CLASS(fair) = {
11982
11983         .enqueue_task           = enqueue_task_fair,
11984         .dequeue_task           = dequeue_task_fair,
11985         .yield_task             = yield_task_fair,
11986         .yield_to_task          = yield_to_task_fair,
11987
11988         .check_preempt_curr     = check_preempt_wakeup,
11989
11990         .pick_next_task         = __pick_next_task_fair,
11991         .put_prev_task          = put_prev_task_fair,
11992         .set_next_task          = set_next_task_fair,
11993
11994 #ifdef CONFIG_SMP
11995         .balance                = balance_fair,
11996         .pick_task              = pick_task_fair,
11997         .select_task_rq         = select_task_rq_fair,
11998         .migrate_task_rq        = migrate_task_rq_fair,
11999
12000         .rq_online              = rq_online_fair,
12001         .rq_offline             = rq_offline_fair,
12002
12003         .task_dead              = task_dead_fair,
12004         .set_cpus_allowed       = set_cpus_allowed_common,
12005 #endif
12006
12007         .task_tick              = task_tick_fair,
12008         .task_fork              = task_fork_fair,
12009
12010         .prio_changed           = prio_changed_fair,
12011         .switched_from          = switched_from_fair,
12012         .switched_to            = switched_to_fair,
12013
12014         .get_rr_interval        = get_rr_interval_fair,
12015
12016         .update_curr            = update_curr_fair,
12017
12018 #ifdef CONFIG_FAIR_GROUP_SCHED
12019         .task_change_group      = task_change_group_fair,
12020 #endif
12021
12022 #ifdef CONFIG_UCLAMP_TASK
12023         .uclamp_enabled         = 1,
12024 #endif
12025 };
12026
12027 #ifdef CONFIG_SCHED_DEBUG
12028 void print_cfs_stats(struct seq_file *m, int cpu)
12029 {
12030         struct cfs_rq *cfs_rq, *pos;
12031
12032         rcu_read_lock();
12033         for_each_leaf_cfs_rq_safe(cpu_rq(cpu), cfs_rq, pos)
12034                 print_cfs_rq(m, cpu, cfs_rq);
12035         rcu_read_unlock();
12036 }
12037
12038 #ifdef CONFIG_NUMA_BALANCING
12039 void show_numa_stats(struct task_struct *p, struct seq_file *m)
12040 {
12041         int node;
12042         unsigned long tsf = 0, tpf = 0, gsf = 0, gpf = 0;
12043         struct numa_group *ng;
12044
12045         rcu_read_lock();
12046         ng = rcu_dereference(p->numa_group);
12047         for_each_online_node(node) {
12048                 if (p->numa_faults) {
12049                         tsf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)];
12050                         tpf = p->numa_faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
12051                 }
12052                 if (ng) {
12053                         gsf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 0)],
12054                         gpf = ng->faults[task_faults_idx(NUMA_MEM, node, 1)];
12055                 }
12056                 print_numa_stats(m, node, tsf, tpf, gsf, gpf);
12057         }
12058         rcu_read_unlock();
12059 }
12060 #endif /* CONFIG_NUMA_BALANCING */
12061 #endif /* CONFIG_SCHED_DEBUG */
12062
12063 __init void init_sched_fair_class(void)
12064 {
12065 #ifdef CONFIG_SMP
12066         int i;
12067
12068         for_each_possible_cpu(i) {
12069                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(load_balance_mask, i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12070                 zalloc_cpumask_var_node(&per_cpu(select_rq_mask,    i), GFP_KERNEL, cpu_to_node(i));
12071         }
12072
12073         open_softirq(SCHED_SOFTIRQ, run_rebalance_domains);
12074
12075 #ifdef CONFIG_NO_HZ_COMMON
12076         nohz.next_balance = jiffies;
12077         nohz.next_blocked = jiffies;
12078         zalloc_cpumask_var(&nohz.idle_cpus_mask, GFP_NOWAIT);
12079 #endif
12080 #endif /* SMP */
12081
12082 }